Verschil tussen momentum en impuls

Momentum en impuls zijn beide termen die concepten in de natuurkunde beschrijven die relatief vergelijkbaar zijn. Het grootste deel van de verwarring komt voort uit het feit dat beide concepten dezelfde eenheden hebben - massasnelheid. Ze zijn echter fundamenteel niet hetzelfde en worden op verschillende manieren berekend.

Zowel momentum als impuls zijn concepten uit de klassieke mechanica, een tak van de natuurkunde die draait om de tweede bewegingswet van de Newton. Hoewel het momentum van een object wordt berekend als het product van massa en snelheid van dat object, vertegenwoordigt de impuls de verandering van het momentum van een systeem gedurende een bepaalde tijdsperiode. Dit resulteert erin dat beide concepten dezelfde eenheden hebben, maar totaal verschillende betekenissen, die compleet verschillende verschijnselen beschrijven en op twee totaal verschillende manieren worden berekend.

Wat is Momentum?

In geavanceerde formuleringen van de klassieke mechanica, kun je iets gebruiken dat 'gegeneraliseerd momentum' wordt genoemd. De waarde van het gegeneraliseerde momentum is niet afhankelijk van een coördinatensysteem of andere beperkingen. U kunt vervolgens andere wiskundige structuren definiëren, zoals Lagrangezen of Hamiltonianen, om te beschrijven hoe het kinetische momentum uit de gegeneraliseerde te berekenen, met een gespecificeerd coördinatensysteem en eventuele aanvullende fysieke beperkingen.

Dit zijn echter zeer technische definities van momentum die verschillen van de gebruikelijke. Omwille van de duidelijkheid, dit artikel zal zich daarom uitsluitend richten op het kinetische momentum, of, in de meeste gevallen, alleen de term momentum in het algemeen.

Momentum, in deze zin, is een vector die kan worden berekend door de massa van een object te vermenigvuldigen met zijn snelheid (wat ook een vector is en het redenmomentum is ook een vector). De SI-eenheid is kilogram per seconde en speelt een cruciale rol bij het berekenen van de kracht uit de tweede bewegingswet van Newton, omdat de kracht gelijk is aan de snelheid waarmee het momentum verandert. Als een systeem van meer dan één lichaam wordt beschouwd, kun je het momentum berekenen door het momentum van elk afzonderlijk deeltje in dat systeem te berekenen en ze vervolgens samen als vectoren toe te voegen. De resulterende vector is het momentum van het hele systeem.

Wat is Impulse?

Impuls, in technische termen, vertegenwoordigt een integraal van een kracht over een bepaald tijdsinterval, dat in feite het gebied onder de grafiek van de kracht van het ene punt in de tijd naar het andere tijdsinterval berekent. Een andere manier om impuls te vertegenwoordigen, is als een verandering in het momentum van een lichaam of een systeem van lichamen.

Als je bijvoorbeeld een doos van een bepaalde massa duwt en je duwt het met constante kracht gedurende twee verschillende perioden, dan is de verandering in momentum (met andere woorden - impuls) in één geval groter dan in de de andere, omdat je de kracht voor een langere periode hebt toegepast. De impuls kan echter hetzelfde zijn, ongeacht of u 5 of 10 seconden acteert.

Als u bijvoorbeeld een kleine kracht over een lange tijdsperiode of een sterke kracht over een kleinere periode toepast, kunt u hetzelfde effect doen en het object waarop u die kracht hebt toegepast, zou dezelfde momentumverandering hebben en daarom dezelfde impuls. Dit is het meest gebruikelijke voorbeeld dat wordt gebruikt om te beschrijven hoe momentum en impuls fundamenteel niet hetzelfde zijn. De SI-eenheden van een impuls is de newton-seconde. Omdat newton echt kilogram per vierkante seconde is, kun je bij het combineren van deze definities zien dat de eenheid van impuls kilogrammeter per seconde is, en die impuls heeft echt dezelfde SI-eenheden als het momentum - wat een gevolg is van impuls die echt een verandering in momentum vertegenwoordigt.

Verschil tussen Momentum en Impulse

Berekening voor Momentum vs. Impuls

De manier waarop je ze allemaal uitrekent, is compleet anders. Je berekent de impuls van een object door zijn massa te vermenigvuldigen met zijn snelheid, terwijl je de impuls van een object berekent door de integraal van een kracht over een bepaalde tijdsperiode te berekenen, of, als alternatief, door de verandering in de impuls van een lichaam te berekenen . Dit geldt ook voor systemen van meer dan één instantie, je zou alleen de som van alle vectoren moeten berekenen.

Verbinding met kracht

Zoals hierboven vermeld, is de impuls een integraal van een kracht, dus kan deze direct worden berekend door de kracht te kennen, terwijl het momentum wordt gebruikt om de kracht zelf te berekenen.

Beschouwde effecten van Momentum vs. Impulse

Impulse houdt rekening met twee dingen - zowel de kracht die inwerkt op een systeem als de tijdsduur waarvoor die kracht werkt. Het momentum geeft echter alleen de momentane effecten van de actie van kracht op een systeem, in termen van het product van massa en snelheid, zonder enige kennis te verschaffen over hoe die kracht in het verleden heeft gehandeld.

Momentum vs. Impulse

Samenvatting van Momentum versus Impuls

• Momentum en impuls zijn concepten in de natuurkunde en klassieke mechanica die worden gebruikt om verschillende kenmerken van bewegende lichamen te beschrijven
• Momentum wordt berekend als het product van massa en snelheid, terwijl impuls wordt berekend als de integraal van een kracht gedurende een periode waarvoor het werkt
• Het grootste verschil zit hem in hoe ze worden berekend, wat ze vertegenwoordigen en waar ze inherent rekening mee houden.