Rozdíl mezi hybností a impulsem

Hybnost a impuls jsou termíny, které popisují pojmy ve fyzice, které jsou relativně podobné. Většina zmatku vyplývá ze skutečnosti, že oba tyto pojmy mají stejné jednotky - hmotnost krát rychlost. V zásadě však nejsou stejné a jsou počítány různými způsoby.

Jak hybnost, tak i impuls jsou koncepty klasické mechaniky, odvětví fyziky, které se točí kolem Newtonova druhého zákona pohybu. Avšak zatímco hybnost objektu se počítá jako součin hmotnosti a rychlosti tohoto objektu, impuls představuje změnu hybnosti systému v určitém časovém období. To má za následek, že oba pojmy mají stejné jednotky, ale zcela odlišné významy, popisují zcela odlišné jevy a jsou počítány dvěma zcela odlišnými způsoby.

Co je to hybnost?

V pokročilých formulacích klasické mechaniky můžete použít něco, co se nazývá „generalizovaná hybnost“. Hodnota zobecněné hybnosti nezávisí na souřadném systému nebo na jiných omezeních. Poté můžete dále definovat další matematické struktury, jako jsou Lagrangiáni nebo Hamiltoniáni, abyste popsali, jak vypočítat kinetickou hybnost z generalizované soustavy, s určeným souřadným systémem a případnými dalšími fyzickými omezeními..

Jedná se však o vysoce technické definice hybnosti, které se liší od běžných. Tento článek se proto v zájmu jasnosti zaměří pouze na kinetickou hybnost, nebo ve většině případů pouze na pojem hybnost obecně.

Momentum je v tomto smyslu vektor, který lze vypočítat vynásobením hmotnosti objektu jeho rychlostí (což je také vektor a důvod hybnosti je také vektor). Jeho jednotka SI je kilometr za sekundu a hraje klíčovou roli při výpočtu síly z Newtonova druhého zákona pohybu, protože síla se rovná rychlosti změny hybnosti. Je-li uvažován systém více než jednoho těla, můžete vypočítat jeho hybnost vypočítáním hybnosti každé jednotlivé částice v tomto systému a jejich sčítáním jako vektorů. Výsledný vektor bude hybností celého systému.

Co je Impuls?

Impuls, z technického hlediska, představuje integrál síly v určitém časovém intervalu, což je v podstatě výpočet plochy pod grafem síly z jednoho časového bodu do druhého. Dalším způsobem, jak vyjádřit impuls, je změna hybnosti těla nebo systému těl.

Například, pokud byste tlačili na krabici určité hmoty a tlačili jste ji konstantní silou po dvě různá časová období, změna hybnosti (jinými slovy - impulz) by byla v jednom případě větší než v druhý, protože jste použili sílu delší dobu. Impuls však může být stejný bez ohledu na to, zda budete jednat po dobu 5 nebo 10 sekund.

Například, pokud aplikujete malou sílu po dlouhou dobu nebo silnou sílu po kratší dobu, můžete udělat stejný efekt, a objekt, na který jste aplikovali tuto sílu, by měl stejnou změnu hybnosti, a proto stejný impuls. Toto je nejčastější příklad, který se používá k popisu toho, jak hybnost a impuls v zásadě nejsou to samé. Jednotky SI impulsu jsou newtonovou sekundou. Protože však newton je opravdu na kilometr za sekundu na druhou, při kombinaci těchto definic zjistíte, že impulsní jednotka je kilogram metru za sekundu a že impuls má ve skutečnosti stejné jednotky SI jako hybnost - což je důsledek impuls, který skutečně představuje změnu hybnosti.

Rozdíl mezi hybností a impulsem

Výpočet pro hybnost vs. impuls

Způsob výpočtu každého je zcela odlišný. Impuls objektu vypočítáte vynásobením jeho hmotnosti jeho rychlostí, zatímco vypočítáte impuls objektu vypočítáním integrálu síly za časové období nebo, alternativně, výpočtem změny hybnosti těla . To platí také pro všechny systémy více než jednoho těla, stačí vypočítat součet všech vektorů.

Spojení k síle

Jak bylo zmíněno výše, impuls je integrálem síly, takže ji lze vypočítat přímo poznáním síly, zatímco hybnost se používá k výpočtu síly samotné.

Zvažované účinky hybnosti versus impuls

Impuls bere v úvahu dvě věci - sílu, která působí na systém, a dobu, po kterou tato síla působí. Avšak hybnost poskytuje pouze okamžité účinky působení síly na systém, co se týče součinů hmoty a rychlosti, aniž by poskytla jakékoli informace o tom, jak tato síla působila v minulosti..

Hybnost vs. impuls

Shrnutí hybnosti vs. impuls

• Hybnost a impuls jsou pojmy ve fyzice a klasické mechanice, které se používají k popisu různých vlastností pohybujících se těles
• Momentum se počítá jako součin hmotnosti a rychlosti, zatímco impuls se počítá jako integrál síly po dobu, po kterou působí
• Hlavní rozdíl spočívá v tom, jak se počítají, co představují a co ze své podstaty berou v úvahu.