Rozdiel medzi hybnosťou a zotrvačnosťou

kľúčový rozdiel medzi hybnosťou a zotrvačnosťou je to hybnosť je fyzikálne vypočítateľná vlastnosť, zatiaľ čo pomocou vzorca nemôžeme vypočítať zotrvačnosť.

Inertia a hybnosť sú dva koncepty pri štúdiu pohybu pevných telies. Moment a zotrvačnosť sú užitočné pri opise aktuálneho stavu objektu. Setrvačnosť aj hybnosť sú pojmy, ktoré sa vzťahujú na hmotu objektu. Navyše, tieto pojmy sú relativistické varianty, ktoré znamenajú, že rovnice na výpočet týchto vlastností sa menia, keď sa rýchlosť objektu blíži rýchlosti svetla. Zohrávajú však veľmi dôležitú úlohu v newtonovskej mechanike (klasická mechanika) aj v relativistickej mechanike.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to hybnosť 
3. Čo je to zotrvačnosť
4. Porovnanie bok po boku - podnet vs zotrvačnosť v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je to hybnosť?

Momentum je vektor. Môžeme to definovať ako súčin rýchlosti a zotrvačnej hmotnosti objektu. Newtonov druhý zákon sa sústreďuje hlavne na dynamiku. Pôvodná forma druhého zákona uvádza, že;

Sila = hmotnosť x zrýchlenie

môžeme to napísať z hľadiska zmeny rýchlosti ako:

Sila = (hmotnosť x konečná rýchlosť - hmotnosť x počiatočná rýchlosť) / čas.

Vo viac matematickej podobe to môžeme písať ako zmenu hybnosti / času. Zrýchlenie opísané v Newtonovom vzorci je v skutočnosti aspektom hybnosti. Hovorí sa, že dynamika je zachovaná, ak na uzavretý systém nepôsobia vonkajšie sily. Vidíme to v jednoduchom nástroji „balančné lopty“ alebo v Newtonovej kolíske.

Obrázok 01: Newtonova kolíska

Momentum má podobu lineárnej hybnosti a momentu hybnosti. Celková hybnosť systému sa rovná kombinácii lineárnej hybnosti a hybnosti.

Čo je to zotrvačnosť?

Inertia je odvodená z latinského slova „iners“, čo znamená nečinnosť alebo lenivosť. Teda zotrvačnosť je meranie toho, ako je systém lenivý. Inými slovami, zotrvačnosť systému nám dáva predstavu o tom, aké ťažké je zmeniť súčasný stav systému. Čím vyššia je zotrvačnosť systému, tým ťažšie je meniť rýchlosť, zrýchlenie, smer systému.

Predmety s vyššou hmotnosťou majú vyššiu zotrvačnosť. Preto sa ťažko pohybujú. Vzhľadom na to, že je to na povrchu bez trenia, je ťažké zastaviť aj pohybujúci sa objekt s vyššou hmotnosťou. Newtonov prvý zákon dáva veľmi dobrú predstavu o zotrvačnosti systému. Uvádza sa v ňom „objekt, ktorý nie je vystavený žiadnej vonkajšej sile, pohybuje sa konštantnou rýchlosťou“. Hovorí nám, že objekt má vlastnosť, ktorá sa nemení, pokiaľ na ňu nepôsobí vonkajšia sila. Objekt v pokoji môžeme považovať aj za objekt s nulovou rýchlosťou. V relativite má zotrvačnosť objektu sklon k nekonečnu, keď rýchlosť objektu dosiahne rýchlosť svetla. Preto si vyžaduje nekonečnú silu na zvýšenie súčasnej rýchlosti. Môžeme dokázať, že žiadna hmota nemôže dosiahnuť rýchlosť svetla.

Aký je rozdiel medzi hybnosťou a zotrvačnosťou?

Momentum je súčin rýchlosti a zotrvačnej hmotnosti objektu, zatiaľ čo zotrvačnosť udáva, aké ťažké je zmeniť súčasný stav systému. Kľúčovým rozdielom medzi hybnosťou a zotrvačnosťou je preto to, že hybnosť je fyzikálne vypočítateľná vlastnosť, zatiaľ čo pomocou vzorca nemôžeme vypočítať zotrvačnosť. Inertia je navyše iba koncept, ktorý nám pomáha lepšie porozumieť a definovať mechaniku, ale hybnosť je vlastnosťou pohybujúceho sa objektu..

Okrem toho, zatiaľ čo hybnosť prichádza vo forme lineárnej hybnosti a uhlovej hybnosti, zotrvačnosť prichádza iba v jednej forme. Okrem toho je v niektorých prípadoch zachovaná dynamika. Túto ochranu hybnosti môžeme využiť na riešenie problémov. V žiadnom prípade však nemusí byť zachovaná zotrvačnosť. Preto to môžeme považovať aj za rozdiel medzi hybnosťou a zotrvačnosťou.

Zhrnutie - hybnosť vs zotrvačnosť

Inertia je iba koncept, ktorý nám pomáha lepšie porozumieť a definovať mechaniku, ale hybnosť je vlastnosťou pohybujúceho sa objektu. Kľúčovým rozdielom medzi hybnosťou a zotrvačnosťou je to, že hybnosť je fyzikálne vypočítateľná vlastnosť, zatiaľ čo zotrvačnosť nie je.

referencie:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Inertia a zákony o pohybe." ThoughtCo, 25. januára 2019, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Newtonova kolíska (15221366308)“ Sheila Sund z Salem, USA - Newtonova kolíska.jpg (CC BY 2.0) cez Commons Wikimedia.