Разница между импульсом и кинетической энергией

С математической точки зрения, кажется, ясно, в чем разница между импульсом и м в и кинетическая энергия 1 2 м в 2 . Теперь моя проблема заключается в следующем: предположим, вы хотите объяснить кому-то без упоминания формул, что такое импульс и что такое кинетическая энергия. Как сделать так, чтобы стало понятно, в чем разница между этими двумя величинами?

Из физики, я думаю, можно перечислить по существу следующие отличия:

  1. импульс имеет направление, кинетическая энергия – нет.

  2. импульс сохраняется, кинетическая энергия нет (но энергия сохраняется)

  3. импульс линейно зависит от скорости, кинетическая энергия квадратично зависит от скорости

Я думаю, относительно легко объяснить первые два пункта повседневным языком, не прибегая к формулам.

Однако есть ли хороший способ проиллюстрировать пункт 3.?

Ответы (3)

В качестве качественного понимания, вот пример:

Если вы стреляете пулей, винтовка отскакивает с той же инерцией, что и пуля, но у пули гораздо больше кинетической энергии. Разве ты не рад, что тебе в плечо попала приклад винтовки, а не пуля?

Неужели у винтовки нет сопоставимого количества кинетической энергии? Возможно, она просто не так опасна, как пуля, потому что она медленнее (из-за большей массы) и имеет гораздо большую площадь поверхности, которая плоская, в отличие от острой пули. Мне действительно непонятно, насколько быстро будет летать винтовка, если ее никто не держит во время выстрела.
@DrDoolittle: импульс знак равно м в , Правильно? и кинетическая энергия знак равно м в 2 / 2 , Правильно? Итак, увеличим массу в 100 раз и разделим скорость на 100. Тот же импульс, верно? 100 м в / 100 знак равно м в Но что он делает с кинетической энергией? 100 м ( в / 100 ) 2 / 2 знак равно м в 2 / 100 / 2 . Таким образом, увеличив массу в 100 раз при том же импульсе, мы уменьшили кинетическую энергию в 100 раз.
Правильный. Так что все дело в пункте 2 ОП. Однако мое замешательство сохраняется, поскольку я задаюсь вопросом, почему кинетическая энергия «опасна», а импульс — нет. Наверное, это философский вопрос... Думаю, я должен перестать подсознательно думать, что импульс и энергия чем- то похожи... это не так.
@DrDoolittle: сохраняется импульс и энергия ансамбля , пули и пистолета вместе. Импульс до выстрела равен нулю, так же как и после, разделенный на равные части, движущиеся в противоположных направлениях. Энергия перед выстрелом не равна нулю, это химическая энергия. Стрельба превращает ее в кинетическую (и тепловую) энергию, разделяемую как пулей, так и пистолетом, но больше в пуле, потому что она имеет более высокую скорость. Обратите внимание, что у импульса есть направление, а у энергии нет. Это положительно в любом случае, потому что оно возведено в квадрат.
Суть различия, по-видимому, заключается в акценте на скорости в уравнении энергии. Я думаю, что ОП пытается осмыслить, как это может быть. Я знаю, что я .

На самом деле, второй пункт не может быть более неправильным. Импульс гораздо более распространен, чем кинетическая энергия, поскольку это сохраняющаяся величина каждой физической системы, которая является трансляционно-инвариантной.

Что касается вашего вопроса, пользователь Джерард дал максимально интуитивное объяснение .

Да, прости. Я слишком узко думал об элементарной макроскопической физике. Я имел в виду, что кинетическую энергию можно преобразовать в тепловую, однако аналога импульса в термодинамике нет, но, возможно, я ошибаюсь и в термодинамике тоже есть импульс...

Рассмотрим два одинаковых куска влажной глины, движущихся навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Вещи движутся. Но центра масс нет. После того, как они врезаются друг в друга, образовавшийся комок не двигается. Два куска движутся почти в одном направлении. Они касаются друг друга, и образовавшийся комок продолжает двигаться.

Кажется, нам нужны два разных способа измерения движения, чтобы понять это. Движение частей во многом одинаково, но общее очень отличается.

Импульс можно приблизительно определить как количественную оценку движения. п → знак равно м в → . Если два объекта движутся с одинаковой скоростью, то более массивный имеет большее количество движения. Из двух объектов одинаковой массы более быстрый имеет большее движение.

Импульс — это вектор. У него есть направление и величина. Направление совпадает со скоростью. Импульс складывается как вектор. Два импульса в противоположных направлениях сокращаются. Суммарный импульс двух кусков в противоположных направлениях равен 0 . Эта идея полезна для выражения полного движения составного объекта.

Энергию можно приблизительно определить как способность что-то менять. Энергия имеет много форм, которые могут быть преобразованы друг в друга.

  • Кинетическая энергия – это энергия движущегося объекта. Пуля может пробить цель. Е знак равно м грамм час .
  • Потенциальная энергия – это энергия, которая исходит от сил, действующих на объект. Стреляйте пулей прямо вверх. По мере подъема он замедляется до полной остановки, теряя всю свою кинетическую энергию. Из-за своей высоты и из-за гравитации он упадет, возвращая всю свою кинетическую энергию. Для такой пули можно показать, что Е знак равно м грамм час знак равно 1 2 м в 2 .
  • Химическая энергия хранится в молекулярных связях. В бомбе в результате химической реакции могут образовываться осколки с большой кинетической энергией, как у пуль.

Энергия имеет величину, но не направление. Например, в химической энергии нет направления.

У кинетической энергии есть очевидное направление, но оно намеренно не является частью кинетической энергии. Кинетическая энергия - это число.

Кинетическая энергия хороша для измерения движения всех частей составного объекта. Кинетическая энергия двух кусков глины одинакова, независимо от того, движутся ли они друг к другу или удаляются. Это сумма энергий частей. Два куска глины деформируются, когда врезаются друг в друга. Если они будут больше двигаться в одном направлении и просто стучать друг о друга, они все равно могут ударить по чему-то другому.

Разница между импульсом и кинетической энергией
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 16v