ההבדל בין שימור אנרגיה למומנטום
שימור האנרגיה לעומת המומנטום | שימור המומנטום לעומת שימור אנרגיה
שימור האנרגיה ושימור המומנטום הם שני נושאים חשובים שנדונו בפיסיקה. מושגים בסיסיים אלה ממלאים תפקיד מרכזי בתחומים כגון אסטרונומיה, תרמודינמיקה, כימיה, מדע גרעיני ואפילו מערכות מכניות. חיוני להבנה ברורה בנושאים אלו כדי להצטיין בתחומים אלה. במאמר זה נדון בשמירה על שימור האנרגיה ושימור המומנטום, בהגדרתם, ביישומם של שני הנושאים הללו, בדמיון ובסופו של דבר בהבדל בין שימור המומנטום לשימור האנרגיה
-> ->שימור אנרגיה
שימור אנרגיה הוא מושג שנדון תחת מכניקה קלאסית. זה קובע כי כמות האנרגיה הכוללת במערכת מבודדת נשמרת. עם זאת, זה לא לגמרי נכון. כדי להבין את המושג הזה במלואו, יש להבין תחילה את מושג האנרגיה והמסה. אנרגיה היא מושג לא אינטואיטיבי. המונח "אנרגיה" נגזר מהמילה היוונית "אנרגיה", שפירושה מבצע או פעילות. במובן זה, האנרגיה היא המנגנון שמאחורי הפעילות. אנרגיה אינה כמות נצפית באופן ישיר. עם זאת, ניתן לחשב אותו על ידי מדידת מאפיינים חיצוניים. אנרגיה ניתן למצוא בצורות רבות. אנרגיה קינטית, אנרגיה תרמית ואנרגיה פוטנציאלית הם שם כמה. אנרגיה נחשבה כרכוש משומר ביקום עד לפתח תורת היחסות המיוחדת. התצפיות של תגובות גרעיניות הראו כי האנרגיה של מערכת מבודדת אינה נשמרת. למעשה, האנרגיה והמיסה המשולבים במערכת מבודדת. זאת משום שאנרגיה ומסה ניתנים להחלפה. היא ניתנת על ידי המשוואה המפורסמת ביותר E = m c 2 , כאשר E הוא האנרגיה, m הוא המסה ו- c היא מהירות האור.
-> ->שימור המומנטום
המומנטום הוא מאפיין חשוב מאוד של אובייקט נע. המומנטום של אובייקט שווה למסה של האובייקט כפול מהירות האובייקט. מאז המסה היא סקלרית, המומנטום הוא גם וקטור, אשר יש את אותו הכיוון כמו מהירות. אחד החוקים החשובים ביותר לגבי המומנטום הוא חוק התנועה השני של ניוטון. הוא קובע כי הכוח נטו הפועל על אובייקט שווה לשיעור של שינוי המומנטום. מאחר והמסה קבועה במכניקה לא רלטיביסטית, שיעור השינוי בתנע שווה ל, המסה מוכפלת בהאצת האובייקט. הגזירה החשובה ביותר בחוק זה היא תיאוריית שימור המומנטום. זה קובע כי אם הכוח נטו על המערכת הוא אפס, המומנטום הכולל של המערכת נשאר קבוע.המומנטום נשמר גם בקשקשים יחסיים. מומנטום יש שתי צורות שונות. המומנטום הליניארי הוא המומנטום המתאים לתנועות ליניאריות, והתנע הזוויתי הוא המומנטום המתאים לתנועות הזוויתיות. שני כמויות אלה נשמרים תחת הקריטריונים לעיל.
-> ->|
מה ההבדל בין שימור המומנטום לבין שימור של אנרגיה? שימור אנרגיה נכון רק עבור קשקשים לא רלטיביסטיים, ובלבד שהתגובות הגרעיניות אינן מתרחשות. מומנטום, ליניארי או זוויתי, נשמר גם בתנאים יחסיים. שימור אנרגיה הוא שימור סקלרי; לכן, כמות האנרגיה הכוללת צריכה להיחשב בעת ביצוע חישובים. המומנטום הוא וקטור. לכן, שימור המומנטום הוא שימור כיווני. רק המניעה על הכיוון הנחשב משפיעה על השימור. |
