Impuls gegen Geschwindigkeit
Impuls und Geschwindigkeit sind zwei sehr grundlegende Konzepte. Diese beiden Konzepte haben bemerkenswerte Ähnlichkeiten, aber theoretisch sind dies zwei verschiedene Größen. Es ist entscheidend, ein klares Verständnis für Geschwindigkeit und Impuls zu haben, um in Bereichen wie Mechanik, Automobiltechnik und fast allen Bereichen der Physik und Technik hervorragende Leistungen zu erbringen. In diesem Artikel werden die Definitionen der beiden Konzepte, ihre Verwendung, gemeinsame Gesetze und Theorien in Bezug auf sie, ihre Ähnlichkeiten und schließlich ihre Unterschiede vorgestellt.
Geschwindigkeit
Geschwindigkeit ist eine physikalische Größe eines Körpers. Die momentane Geschwindigkeit kann als die momentane Geschwindigkeit des Objekts mit der Richtung angegeben werden, in die sich das Objekt in diesem Moment bewegt. In der Newtonschen Mechanik wird die Geschwindigkeit als Änderungsrate der Verschiebung definiert. Sowohl Geschwindigkeit als auch Verschiebung sind Vektoren. Sie haben einen quantitativen Wert und eine Richtung. Der quantitative Wert allein der Geschwindigkeit wird als Geschwindigkeitsmodul bezeichnet. Dies entspricht der Geschwindigkeit des Objekts. Die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Objekts ist die Differenz zwischen der Endgeschwindigkeit und der Anfangsgeschwindigkeit (in getrennten drei Dimensionen) geteilt durch die Gesamtzeit. Die Geschwindigkeit eines Objekts steht in direktem Zusammenhang mit der kinetischen Energie des Objekts. Mit der klassischen Mechanik wird die kinetische Energie eines Objekts halb so groß wie die Masse multipliziert mit der Geschwindigkeit im Quadrat geteilt. Die Relativitätstheorie schlägt eine fortgeschrittenere Version vor, die hier nicht diskutiert wird. Die Relativitätstheorie legt auch nahe, dass die beobachtete Masse eines Objekts zunimmt, wenn die Geschwindigkeit des Objekts erhöht wird. Die Geschwindigkeit eines Objekts hängt nur von den Änderungen der Raum-Zeit-Koordinate des Objekts ab.
Schwung
Der Impuls ist eine sehr wichtige Eigenschaft eines sich bewegenden Objekts. Der Impuls eines Objekts ist gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Geschwindigkeit des Objekts. Da Masse ein Skalar ist, ist der Impuls ein Vektor, der die gleiche Richtung wie die Geschwindigkeit hat. Eines der grundlegendsten Gesetze in Bezug auf den Impuls ist Newtons zweites Bewegungsgesetz. Es besagt, dass die auf ein Objekt wirkende Nettokraft gleich der Änderungsrate des Impulses ist. Da die Masse in der nichtrelativistischen Mechanik konstant ist, ist die Änderungsrate des Impulses gleich der Masse multipliziert mit der Beschleunigung des Objekts. Die wichtigste Ableitung aus diesem Gesetz ist die Impulserhaltungstheorie. Dies besagt, dass, wenn die Nettokraft auf ein System Null ist, der Gesamtimpuls des Systems konstant bleibt. Die Dynamik bleibt auch in relativistischen Maßstäben erhalten. Es ist zu beachten, dass der Impuls sowohl von der Masse des Objekts als auch von der Änderung der Raum-Zeit-Koordinate des Objekts abhängt.
Was ist der Unterschied zwischen Impuls und Geschwindigkeit?
• Der Impuls ist massenabhängig und die Geschwindigkeit ist massenunabhängig.
• Der Impuls bleibt in einem geschlossenen System erhalten, die Geschwindigkeit bleibt jedoch nicht erhalten.
• Zum Ändern der Geschwindigkeit ist immer eine externe Kraft erforderlich, der Impuls kann jedoch durch Ändern der Masse geändert werden.
