¿Cuál es la diferencia entre la energía cinética y el momento?

El impulso y la energía cinética siempre están completamente vinculados a la velocidad de un objeto en movimiento, por lo que si conoce la velocidad (relativa) y la masa de un objeto, siempre puede calcular ambos, con KE aumentando de manera cuadrática con respecto a los aumentos de velocidad mientras que el impulso simplemente crece con la linealidad paralela.

El impulso presenta una imagen más real de la sorprendente “fuerza” de un objeto, mientras que la energía cinética refleja cuánto tiempo se aplicará esa fuerza en dicha colisión si es una que no es completamente elástica. Como la carne es suave, el dolor que sientes en tu piel tendrá mucho que ver con la energía cinética. Pero sus huesos son sólidos, por lo que, en la medida en que un hueso afectado permanezca intacto desde el punto de vista de la estructura, solo el impulso será relevante. El tejido más suave tiende a moverse fuera del camino a medida que un objeto avanza a través de una colisión, lo que permite que el impulso se continúe conservando incluso con una penetración más profunda. En el agua, un objeto que se mueve tres veces más rápido penetrará nueve veces más profundo y la energía cinética gobierna el día. Pero si el mismo objeto golpea el concreto sólido y ambos objetos permanecen completamente intactos, entonces el ímpetu es lo único que importa en términos de evaluar las consecuencias de la colisión.

La energía cinética es en realidad solo la energía asociada con la dilatación del tiempo de muy bajo nivel (que, por supuesto, no es direccional, por lo que KE es un escalar) según lo prescrito en la ecuación relativista para la energía (a través de una serie de Taylor). En la vida real, esto se manifiesta a sí mismo como una fuerza aplicada sobre una distancia, y esa misma distancia que aumenta de manera cuadrática con respecto a la velocidad que se necesita para crear un impulso es también lo que se necesita para ir al otro lado cuando se intenta detener o ralentizar un objeto en movimiento.

El impulso y la energía son ya dos cosas fundamentalmente diferentes.
Primero es importante que en las fórmulas una vez que el cuadrado de la velocidad y una velocidad solo como un vector, ocurra sin el cuadrado. Esto también significa que la energía cinética del pulso es un escalar y un vector. En el momento la ecuación de conservación es, por lo tanto, incluso tiene tres ecuaciones. Para cada componente espacial a, donde la energía viene con solo una salida.
Esto no es tanto en la escuela porque generalmente solo se consideran problemas en una dimensión y, por lo tanto, solo una ecuación proviene de la ecuación de impulso.

Entonces, por supuesto, es importante que la energía cinética se pueda convertir en otras formas de energía. La energía cinética en sí misma no necesariamente obtiene la energía total. En pulso no lo hará. El siempre se pone en movimiento. No hay pulso “potencial” o algo así. Por lo tanto, también hay colisiones inelásticas que, si bien mantuvieron el impulso, pero la energía cinética no lo es, porque parte de ella, por ejemplo, se convirtió fácilmente a la deformación de los compañeros de colisión (energía potencial final) o al calor.

El fondo teórico más profundo también es bastante diferente. Dado que existe un teorema de Noether, que establece que cada tamaño recolectado proviene de una simetría. [1] La conservación de la energía es tal. A partir de la invariancia del tiempo. Puede iniciar un proceso físico en cualquier momento y siempre se ejecuta exactamente igual si todas las condiciones son iguales. Esto solo es posible si se conserva la energía (ahora no necesita entender por qué esto es así. Creo que es un poco más complicado). En la conservación del impulso, la simetría es la invariabilidad de la traducción. Es decir, un intento debería ejecutarlo, no importa si tengo un par de kilómetros más a la izquierda, guíelo o acá. La conservación de la energía tiene algo que ver con la “homogeneidad del tiempo” y el impulso con la “homogeneidad del espacio”.

Espero que no te confundas demasiado con las cosas de Noether.

[1] http://www.astro.caltech.edu/~go

La energía cinética es la integral del momento. Para masa constante, el impulso aumenta linealmente con la velocidad, mientras que la energía cinética aumenta a medida que el cuadrado de velocidad. Un objeto ligero que viaja rápido es más dañino que un objeto pesado con el mismo impulso que viaja lentamente porque transporta más energía. Es la diferencia entre una bala y el retroceso de la pistola que la disparó: el impulso es exactamente el mismo para cada uno de ellos, pero puede detener uno con la mano, mientras que el otro lo destruiría.

El impulso es la integral de la fuerza en el tiempo durante el cual actúa sobre un cuerpo. La fuerza hace que el cuerpo se acelere, que es una transferencia de impulso desde el cuerpo que ejerce el impulso. Lo que sucede cuando dos cuerpos idénticos chocan depende de su elasticidad. En el caso de los cuerpos elásticos como las bolas de billar, generalmente intercambiarán impulso; en otras palabras, rebotarán. Cada uno se moverá con la velocidad y la dirección del otro. No se cancelarán ni se detendrán porque la energía cinética no solo desaparece, sino que debe tenerse en cuenta. El impulso deforma los cuerpos elásticamente a un nivel atómico, y luego, cuando el material deformado restaura, ejerce una fuerza que acelera los dos cuerpos para separarlos. Si los cuerpos no son elásticos, por ejemplo, cuando un gran meteoro golpea un planeta, la energía cinética aún debe ser considerada y se convierte principalmente en calor.

La energía cinética es la medida del movimiento libre de masa que puede hacer el trabajo, mientras que el momento es la medida cuantitativa del volumen de movimiento de masa.

La energía es el movimiento de masas que puede hacer el trabajo.

Es el libre movimiento de masas lo que puede hacer el trabajo. No es la energía bloqueada en el potencial de posición del potencial de posición estructural o gravitacional. La medición de este movimiento libre de su grado de libertad de movimiento es un factor determinante para la cantidad y la calidad de esta energía: la capacidad de hacer trabajo. Aunque la masa es la portadora de este movimiento, cualquier movimiento es el movimiento de su masa. Pero esta parte de la energía con la que podemos trabajar también es la parte de la energía que es disipable: se utilizará y se volverá cada vez menos utilizable y se convertirá en una forma inutilizable y más difícil de usar: energía bloqueada en estado de masa. Importa o disipa en el ambiente que no podemos usarlo.

El momento de movimiento es una medida cuantitativa de la cantidad de movimiento de masa; no es la medida de la cantidad de movimiento libre de masa, por lo que no es la medida cuantitativa del trabajo que esta cantidad de movimiento de masa puede hacer, la cantidad de energía que representa. Pero la cantidad total del movimiento de masa: p = mv. Presenta tanto la masa m como la velocidad de movimiento v como factores iguales para contribuir con el impulso p.

Si bien es la representación de la energía cinética que refleja las relaciones energía – movimiento. La energía cinética es la medida de la cantidad de movimiento libre que está determinada por el grado de libertad del movimiento, aunque el movimiento es llevado por la masa: ∆E = KE = mv² / 2. La v es la velocidad final; la u es la velocidad inicial. La media es el promedio de la tasa de cambio / aceleración de impulso entre el estado inicial y el estado final. El m solo tiene que estar allí porque cualquier movimiento de masa es el movimiento de masa, aunque solo contribuye con la energía total como un factor. La v² está relacionada con la aceleración que significa que el cambio de velocidad ∆v traerá una tasa de cambio de ∆E a una línea ascendente aguda ligeramente curva (no es una relación lineal, una curva exponencial), a cada unidad de cambio de v, la curva obtiene más suave y el intervalo (es el cambio correspondiente en KE en relación con el cambio en v) se hace más largo y se parece más a una línea paralela con una axila perpendicular de elevación, aunque su distancia real con una axila en aumento aumenta en una unidad más. Está potenciada por la subida v; mientras que el cambio de masa ∆m traerá el cambio de KE correspondiente a una línea lineal de gradiente de 45 grados, que se cronometra hacia arriba mediante un aumento de m (gradiente = subida / carrera, ajuste mv² / 2 como aumento, establezca m como ejecución). Entonces, la forma efectiva de influir en la cantidad de energía cinética (que a menudo se muestra como energía de impacto) es mediante el control de la velocidad v. Es por eso que establecemos el límite de velocidad para salvar vidas y aumentar la velocidad de la bala para matar. La energía – la capacidad de hacer trabajo es el movimiento libre de masa. El movimiento es la habilidad, pero la masa es el portador de esta habilidad.

Por ejemplo, 1 kg de movimiento de piedra a 1 m / s lo golpea, apenas lo puede notar. Pero si incluso un miligramo de fotones te golpea, te evaporará instantáneamente. No es la piedra de 1 kg. Tiene menos energía, pero tiene menos energía de momento libre para usar (en condiciones normales); la mayor parte de su energía está bloqueada en su estructura como energía potencial de posición estructural y permanecer allí debido a que es el estado termodinámicamente estable. , hasta que el agujero negro central lo renueve en energía de libre movimiento.
Lo que llamamos energía es el movimiento libre de masa que puede hacer el trabajo, es decir, la energía cinética que representa. La masa m aquí se presenta como un portador para este movimiento libre pero no como el portador de energía potencial de posición estructural.
En el nivel del universo, la entropía total está equilibrada debido al factor de que los agujeros negros centrales pueden aplastar la última estructura para renovar el movimiento libre de masa y existen mecanismos naturales para regular este proceso de modo que se equilibre espontáneamente en el nivel del universo. .

Aunque el libre movimiento de masa que llamamos energía, energía cinética, se usa cada vez menos tanto por el proceso natural como por el consumo humano.

El impulso y la energía cinética son medidas diferentes, aunque están relacionadas. Puede ver el cambio de momento en KE = [(mv² – mu²) / 2] = [(mv) v – (mu) u) / 2: ∆p = mv – mu, cambio de velocidad ∆v = v – u, velocidad promedio = (v – u) / 2. El cambio de velocidad es la aceleración, dividido por 2 es el promedio. Todo el asunto [(mv) v – (mu) u) / 2 parece la aceleración promedio del cambio de momento.

El comentario a la pregunta especifica: “ ¿Cómo se miden los dos de manera diferente? por ejemplo, si un objeto te golpea y te duele más, ¿es porque el objeto tiene más energía cinética o impulso?

Si un objeto te golpea y convierte su energía e impulso en ti, el daño infligido dependerá de muchos factores. Sin embargo, todas las demás cosas son iguales, podemos concluir que el daño por impacto se debe principalmente a la energía cinética del objeto y mucho menos debido al impulso del objeto.

Esto puede ser verificado por un simple experimento mental. Supongamos que te disparo un Magnum .44. La bala de 240 granos (16 gramos) lo golpea a una velocidad de 360 ​​m / s en su pecho. Tal vez sobrevivirás a esta bala, pero seguramente sufrirás un daño permanente.

Ahora aumento la masa de la bala 100 veces. Esto me da una pieza de 1,6 kg de metal. Le lanzo esto a 1/100 de la velocidad de la bala, o a 3,6 m / s. El impulso (velocidad de la masa) de esta pieza de metal es igual al de la bala, y te golpea en el mismo lugar justo en tu pecho.

¿El daño será el mismo que el daño infligido por la bala?

Ciertamente no. Claro, sufrirás moretones, y si tienes mala suerte, una costilla podría fracturarse, pero es improbable que se produzcan daños permanentes, y morir por el impacto no es una situación probable. La gran diferencia es que el mismo impulso a 1/100 veces la velocidad hace que la pieza de metal transporte 1/100 de la energía cinética (1/2 veces la masa multiplicada por la velocidad al cuadrado) de la bala.

Un impulso es esencialmente una masa en movimiento. Más precisamente, el impulso describe la dirección y la velocidad del movimiento, así como la masa inercial del objeto que se está moviendo. Tal impulso es importante en concepto si desea determinar la trayectoria de cualquier masa en movimiento. para que el impulso cambie (velocidad, dirección o masa (por ejemplo, en cohetes), una fuerza debe afectar al objeto. Si conoce la fuerza / todas las fuerzas que afectan al objeto, puede calcular la posición del objeto en cualquier momento). tiempo dado.

La energía ahora es esencialmente si quieres la potencia que se genera a través del movimiento del objeto. Si imaginas ser golpeado por el objeto, el dolor que sentirías dependería de la energía del objeto. Por lo tanto, las pistolas generalmente disparan balas que tienen una masa baja (m) comparable, pero una velocidad (v) alta, porque la energía es proporcional al cuadrado de la velocidad.

La ley de Newton para una masa puntual es F = mdv / dt,
Cuando ambos lados de esta ecuación están integrados en el tiempo de escritura, por ejemplo, en el intervalo t1 a t2, la expresión obtenida a la derecha se puede escribir como la diferencia vectorial entre los valores de una cantidad en t1 y t2. Esa cantidad fue nombrada impulso.
Cuando ambos lados de esta ecuación están integrados en el desplazamiento de wrt en la dirección de la fuerza, la expresión obtenida a la derecha se puede escribir como la diferencia escalar entre los valores de otra cantidad en t1 y t2. Esa cantidad se llamaba energía.
No hay nada más para ellos, no sea que intentemos entender su significado usando analogías de laicos.

El momentum lineal (P) es solo el producto de la masa y la velocidad del cuerpo. Un cuerpo con masa y una cierta velocidad transporta (mv) la cantidad de momento lineal.

Este momento lineal cambia cuando se produce un cambio en la masa o en la velocidad del tiempo de contracción del cuerpo y aumenta la fuerza. Dejemos de lado la condición de cambio en masa. Que la masa sea constante. La fuerza generada debido a un cambio en el tiempo de escritura lineal, al actuar en una distancia muy corta, da lugar a la energía cinética.

Entonces, podemos ver que el momento lineal existe si hay una velocidad constante de un cuerpo, pero la Energía cinética existe cuando hay un cambio en la velocidad de un cuerpo para una cierta distancia. Significa que para que ocurra la Energía Cinética, un cuerpo necesita ser acelerado. Para que se produzca un impulso lineal, la aceleración del cuerpo no es obligatoria.

La única diferencia entre el momento lineal y la energía cinética está relacionada con la aceleración del cuerpo.

La energía cinética (KE) se define como 1/2 m [math] v ^ 2 [/ math], mientras que el momento es mv. Entonces, si un objeto fue lanzado contra ti una vez y duele, y lanzado de nuevo y duele más, entonces tiene más KE y un impulso en tu dirección.

La diferencia es que en la mecánica clásica, cuando algo choca, el impulso siempre se conserva, mientras que el KE puede no serlo (parte de él puede perderse como energía térmica o lo que sea).

el impulso es la cantidad que nos da la idea de la masa y la velocidad de un objeto y su dirección de movimiento, mientras que la energía cinética nos da la idea de cuánta energía tiene el objeto al hacerlo, es decir, moverse en esa dirección con esa velocidad.

el momento es la velocidad de los tiempos de masa, la energía cinética es la velocidad del tiempo de masa de 1/2 al cuadrado. Diferentes ecuaciones. Las balas tienen diferentes propiedades. Algunos son lentos y grandes y tienen poder de derribo debido al impulso. Otros son pequeños y rápidos y es más probable que maten debido a la energía cinética.

Una implicación de la diferencia entre dos:
Cómo vuelan los aviones

En resumen, la potencia requerida para mantener el avión a la misma altura es inversamente proporcional a su velocidad. Cuanto más rápido se mueva, más aire empuje, menor será la velocidad del aire para el mismo impulso, menos energía perderá. Si se está moviendo lo suficientemente rápido, ¡el aire se vuelve tan fácil como el suelo! Por supuesto, superar la resistencia del aire para sostener dicha velocidad no es gratis, por lo que no siempre es más rápido = mejor.

Este es un tema que me ha preocupado mucho hasta hace poco, porque la Palabra subatómica es en gran parte una de movimiento perpetuo, que deja poco espacio para las concepciones convencionales de Energía y Trabajo. Sin embargo, he resuelto estos problemas para mi propia satisfacción y he encontrado una visión alternativa de la relatividad en el proceso:
Definición de los conceptos de energía por David Wrixon EurIng sobre la gravedad cuántica explicada