Prędkość kontra prędkość
Pręd i prędkość to dwa bardzo podstawowe pojęcia. Te dwie koncepcje mają niezwykłe podobieństwa, ale teoretycznie są to dwie różne wielkości. Aby osiągać sukcesy w takich dziedzinach, jak mechanika, inżynieria samochodowa i prawie w każdej dziedzinie fizyki i inżynierii, niezbędne jest jasne zrozumienie zarówno prędkości, jak i pędu. W tym artykule przedstawimy definicje tych dwóch pojęć, ich zastosowania, wspólne prawa i teorie ich dotyczące, ich podobieństwa i wreszcie różnice.
Prędkość
Prędkość to fizyczna wielkość ciała. Prędkość chwilową można podać jako prędkość chwilową obiektu z kierunkiem, w jakim obiekt porusza się w danym momencie. W mechanice Newtona prędkość definiuje się jako szybkość zmiany przemieszczenia. Zarówno prędkość, jak i przemieszczenie są wektorami. Mają wartość ilościową i kierunek. Sama wartość ilościowa prędkości nazywana jest modułem prędkości. Jest to równe prędkości obiektu. Średnia prędkość obiektu to różnica między prędkością końcową i początkową (w osobnych trzech wymiarach) podzielona przez całkowity czas. Prędkość obiektu jest bezpośrednio związana z energią kinetyczną obiektu. Używając mechaniki klasycznej, energia kinetyczna obiektu jest równa połowie masy pomnożonej przez kwadrat prędkości podzielonej. Teoria względności sugeruje bardziej zaawansowaną wersję, która nie jest tutaj omawiana. Teoria względności sugeruje również, że obserwowana masa obiektu wzrasta wraz ze wzrostem prędkości obiektu. Prędkość obiektu zależy tylko od zmian współrzędnych czasoprzestrzennych obiektu.
Rozpęd
Pęd to bardzo ważna właściwość poruszającego się obiektu. Pęd obiektu jest równy masie obiektu pomnożonej przez prędkość obiektu. Ponieważ masa jest skalarem, pęd jest wektorem, który ma ten sam kierunek co prędkość. Jednym z najbardziej fundamentalnych praw dotyczących pędu jest druga zasada dynamiki Newtona. Stwierdza, że siła wypadkowa działająca na obiekt jest równa szybkości zmiany pędu. Ponieważ masa jest stała, w mechanice nierelatywistycznej szybkość zmiany pędu jest równa masie pomnożonej przez przyspieszenie obiektu. Najważniejszym wyprowadzeniem z tego prawa jest teoria zachowania pędu. Oznacza to, że jeśli siła wypadkowa w układzie wynosi zero, całkowity pęd układu pozostaje stały. Pęd jest zachowany nawet w skalach relatywistycznych. Należy zauważyć, że pęd zależy zarówno od masy obiektu, jak i od zmiany współrzędnych czasoprzestrzennych obiektu.
Jaka jest różnica między pędem a prędkością?
• Pęd zależy od masy, a prędkość jest niezależna od masy.
• Pęd jest zachowany w układzie zamkniętym, ale prędkość nie jest zachowana.
• Do zmiany prędkości zawsze wymagana jest siła zewnętrzna, ale pęd można zmienić poprzez zmianę masy.
