Differenza tra il momento e l'impulso

Momentum e impulso sono entrambi termini che descrivono concetti in fisica relativamente simili. La maggior parte della confusione deriva dal fatto che entrambi questi concetti hanno le stesse unità - velocità di massa. Tuttavia, non sono fondamentalmente uguali e vengono calcolati in modi diversi.

Sia la quantità di moto che l'impulso sono concetti della meccanica classica, un ramo della fisica che ruota attorno alla seconda legge del moto di Newton. Tuttavia, mentre la quantità di moto di un oggetto è calcolata come il prodotto della massa e della velocità di quell'oggetto, l'impulso rappresenta il cambiamento di quantità di moto di un sistema in un certo periodo di tempo. Ciò si traduce in entrambi i concetti aventi le stesse unità, ma significati completamente diversi, descrivendo fenomeni completamente diversi e calcolati in due modi completamente diversi.

Cos'è Momentum?

Nelle formulazioni avanzate della meccanica classica, puoi usare qualcosa chiamato "impulso generalizzato". Il valore della quantità di moto generalizzata non dipende da un sistema di coordinate o da altri vincoli. È quindi possibile definire ulteriori strutture matematiche, come Lagrangiani o Hamiltoniani, per descrivere come calcolare il momento cinetico da quello generalizzato, con un sistema di coordinate specificato e qualsiasi vincolo fisico aggiuntivo.

Tuttavia, queste sono definizioni altamente tecniche di quantità di moto che differiscono da quelle comuni. Pertanto, per motivi di chiarezza, questo articolo si concentrerà esclusivamente sullo slancio cinetico, o, nella maggior parte dei casi, solo sul termine impulso in generale.

Momentum, in questo senso, è un vettore che può essere calcolato moltiplicando la massa di un oggetto con la sua velocità (che è anche un vettore e anche il motivo momentum è un vettore). La sua unità SI è un chilogrammo al secondo, e svolge un ruolo cruciale nel calcolare la forza dalla seconda legge del moto di Newton, perché la forza è uguale al tasso di variazione del momento. Se si considera un sistema di più di un corpo, è possibile calcolare il suo momento calcolando la quantità di moto di ogni singola particella in quel sistema e quindi sommandoli insieme come vettori. Il vettore risultante sarà lo slancio dell'intero sistema.

Cos'è Impulse?

Impulso, in termini tecnici, rappresenta un integrale di una forza su un certo intervallo di tempo, che fondamentalmente calcola l'area sotto il grafico della forza da un punto all'altro nel tempo. Un altro modo di rappresentare l'impulso è come un cambiamento nell'impeto di un corpo o di un sistema di corpi.

Per esempio, se spingessi una scatola di una certa massa e la spingessi con forza costante per due diversi periodi di tempo, il cambiamento di quantità di moto (in altre parole impulso) sarebbe maggiore in un caso di quello che è in l'altro, perché hai applicato la forza per un periodo di tempo più lungo. Tuttavia, l'impulso potrebbe essere lo stesso, non importa se agisci per 5 o 10 secondi.

Ad esempio, se applichi una piccola forza per un lungo periodo di tempo o una forza forte per un periodo di tempo più breve, puoi fare lo stesso effetto, e l'oggetto su cui hai applicato quella forza avrebbe avuto lo stesso cambiamento di momento, e quindi lo stesso impulso. Questo è l'esempio più comune che viene usato per descrivere come la quantità di moto e l'impulso non sono fondamentalmente la stessa cosa. Le unità SI di un impulso sono il secondo newton. Tuttavia, dal momento che newton è davvero un chilogrammo al secondo al quadrato, quando si combinano queste definizioni, si scoprirà che l'unità di impulso è il chilogrammo al secondo, e quell'impulso ha realmente le stesse unità SI del momento - il che è una conseguenza di impulso che rappresenta davvero un cambiamento di quantità di moto.

Differenza tra Momentum e Impulso

Calcolo per Momentum vs. Impulso

Il modo in cui li calcoli è completamente diverso. Calcoli l'impulso di un oggetto moltiplicando la sua massa con la sua velocità, mentre calcoli l'impulso di un oggetto calcolando l'integrale di una forza per un periodo di tempo, o, in alternativa, calcolando il cambiamento nel momento di un corpo . Questo vale anche per qualsiasi sistema con più di un corpo, basterà calcolare la somma di tutti i vettori.

Connessione alla forza

Come menzionato sopra, l'impulso è un integrale di una forza, quindi può essere calcolato direttamente conoscendo la forza, mentre il momento è usato per calcolare la forza stessa.

Effetti considerati di Momentum vs. Impulso

L'impulso prende in considerazione due cose: la forza che agisce su un sistema e la durata del tempo per cui agisce tale forza. Tuttavia, la quantità di moto dà solo gli effetti istantanei dell'azione di forza su un sistema, in termini di prodotto di massa e velocità, senza fornire alcuna conoscenza su come quella forza abbia agito in passato.

Momentum vs. Impulso

Riassunto di Momentum vs. Impulso

• Momento e impulso sono concetti in fisica e meccanica classica che vengono usati per descrivere le diverse caratteristiche dei corpi in movimento
• Lo slancio è calcolato come il prodotto di massa e velocità, mentre l'impulso è calcolato come l'integrale di una forza per un periodo di tempo per il quale agisce
• La differenza principale sta nel modo in cui vengono calcolati, in ciò che rappresentano e in ciò che tengono in considerazione.