Behoud van energie versus momentum | Behoud van momentum versus behoud van energie
Behoud van energie en behoud van momentum zijn twee belangrijke onderwerpen die in de natuurkunde worden besproken. Deze basisconcepten spelen een grote rol op gebieden als astronomie, thermodynamica, scheikunde, nucleaire wetenschap en zelfs mechanische systemen. Het is essentieel om een duidelijk begrip te hebben van deze onderwerpen om uit te blinken op deze gebieden. In dit artikel gaan we bespreken wat behoud van energie en behoud van momentum zijn, hun definities, toepassingen van deze twee onderwerpen, de overeenkomsten en tenslotte het verschil tussen behoud van momentum en behoud van energie.
Behoud van energie
Behoud van energie is een concept dat wordt besproken onder de klassieke mechanica. Dit stelt dat de totale hoeveelheid energie in een geïsoleerd systeem wordt behouden. Dit is echter niet helemaal waar. Om dit concept volledig te begrijpen, moet men eerst het concept van energie en massa begrijpen. Energie is een niet-intuïtief concept. De term "energie" is afgeleid van het Griekse woord "energeia", wat operatie of activiteit betekent. In die zin is energie het mechanisme achter een activiteit. Energie is geen direct waarneembare grootheid. Het kan echter worden berekend door externe eigenschappen te meten. Energie is er in vele vormen. Kinetische energie, thermische energie en potentiële energie zijn om er maar een paar te noemen. Energie werd beschouwd als een behouden eigenschap in het universum totdat de speciale relativiteitstheorie werd ontwikkeld. De waarnemingen van kernreacties toonden aan dat de energie van een geïsoleerd systeem niet behouden blijft. In feite is het de gecombineerde energie en massa die wordt behouden in een geïsoleerd systeem. Dit komt doordat energie en massa uitwisselbaar zijn. Het wordt gegeven door de zeer beroemde vergelijking E = mc2, waar E de energie is, m de massa en c de lichtsnelheid.
Behoud van Impuls
Momentum is een zeer belangrijke eigenschap van een bewegend object. Het momentum van een object is gelijk aan de massa van het object vermenigvuldigd met de snelheid van het object. Omdat de massa een scalair is, is het momentum ook een vector, die dezelfde richting heeft als de snelheid. Een van de belangrijkste wetten met betrekking tot momentum is de tweede bewegingswet van Newton. Het stelt dat de netto kracht die op een object inwerkt, gelijk is aan de snelheid van verandering van momentum. Omdat de massa constant is op niet-relativistische mechanica, is de snelheid van verandering van momentum gelijk aan de massa vermenigvuldigd met de versnelling van het object. De belangrijkste afleiding van deze wet is de theorie van het behoud van het momentum. Dit stelt dat als de netto kracht op een systeem nul is, het totale momentum van het systeem constant blijft. Momentum wordt zelfs op relativistische schalen behouden. Momentum heeft twee verschillende vormen. Het lineaire momentum is het momentum dat overeenkomt met lineaire bewegingen, en het impulsmoment is het momentum dat overeenkomt met de hoekbewegingen. Beide hoeveelheden worden behouden onder de bovenstaande criteria.
Wat is het verschil tussen behoud van momentum en behoud van energie?
• Energiebesparing geldt alleen voor niet-relativistische schalen, en op voorwaarde dat er geen kernreacties plaatsvinden. Momentum, hetzij lineair of hoekig, blijft zelfs in relativistische omstandigheden behouden.
• Energiebesparing is een scalaire besparing; daarom moet bij het maken van berekeningen rekening worden gehouden met de totale energiehoeveelheid. Momentum is een vector. Daarom wordt momentumbehoud beschouwd als een gerichte instandhouding. Alleen de impulsen in de beschouwde richting hebben invloed op het behoud.
