Sự khác biệt giữa động lượng và xung lực

Động lượng và xung lực là cả hai thuật ngữ mô tả các khái niệm trong vật lý tương đối giống nhau. Hầu hết sự nhầm lẫn xuất phát từ thực tế là cả hai khái niệm này có cùng đơn vị - vận tốc khối lượng lần. Tuy nhiên, về cơ bản chúng không giống nhau và được tính theo những cách khác nhau.

Cả động lượng và xung lực là các khái niệm từ cơ học cổ điển, một nhánh của vật lý xoay quanh định luật chuyển động thứ hai của Newton. Tuy nhiên, trong khi động lượng của một vật được tính là tích của khối lượng và vận tốc của vật đó, xung lực biểu thị sự thay đổi động lượng của một hệ trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này dẫn đến cả hai khái niệm có cùng đơn vị, nhưng ý nghĩa hoàn toàn khác nhau, mô tả các hiện tượng hoàn toàn khác nhau và được tính theo hai cách hoàn toàn khác nhau.

Động lượng là gì?

Trong các công thức tiên tiến của cơ học cổ điển, bạn có thể sử dụng một cái gì đó gọi là động lực tổng quát hóa. Giá trị của động lượng tổng quát không phụ thuộc vào hệ tọa độ hoặc các ràng buộc khác. Sau đó, bạn có thể xác định thêm các cấu trúc toán học khác, chẳng hạn như Lagrangian hoặc Hamilton, để mô tả cách tính động lượng từ động lượng tổng quát, với một hệ tọa độ xác định và bất kỳ ràng buộc vật lý bổ sung nào.

Tuy nhiên, đây là những định nghĩa kỹ thuật cao về động lượng khác với những cái phổ biến. Do đó, để rõ ràng, bài viết này sẽ chỉ tập trung vào động lượng, hoặc, trong hầu hết các trường hợp, chỉ là động lượng nói chung.

Theo nghĩa này, động lượng là một vectơ có thể được tính bằng cách nhân khối lượng của một vật với vận tốc của nó (cũng là một vectơ và động lượng lý do cũng là một vectơ). Đơn vị SI của nó là kilogam mỗi giây và nó đóng một vai trò quan trọng trong việc tính toán lực từ định luật chuyển động thứ hai của Newton, bởi vì lực này bằng với tốc độ thay đổi của động lượng. Nếu một hệ thống gồm nhiều hơn một cơ thể được xem xét, bạn có thể tính động lượng của nó bằng cách tính động lượng của từng hạt riêng lẻ trong hệ thống đó và sau đó cộng chúng lại với nhau dưới dạng vectơ. Vectơ kết quả sẽ là động lượng của toàn bộ hệ thống.

Impulse là gì?

Impulse, về mặt kỹ thuật, biểu thị một tích phân của một lực trong một khoảng thời gian nhất định, về cơ bản là tính diện tích dưới biểu đồ của lực từ điểm này sang điểm khác. Một cách khác để thể hiện sự thúc đẩy là thay đổi động lượng của cơ thể hoặc hệ thống cơ thể.

Ví dụ: nếu bạn đang đẩy một hộp có khối lượng nhất định và bạn đang đẩy nó với lực không đổi trong hai khoảng thời gian khác nhau, thì sự thay đổi động lượng (nói cách khác - xung lực) sẽ lớn hơn trong một trường hợp so với trong trường hợp khác, bởi vì bạn đã áp dụng lực trong một khoảng thời gian dài hơn. Tuy nhiên, xung lực có thể giống nhau cho dù bạn có hành động trong 5 hay 10 giây.

Ví dụ: nếu bạn tác dụng một lực nhỏ trong một khoảng thời gian dài hoặc một lực mạnh trong một khoảng thời gian nhỏ hơn, bạn có thể thực hiện cùng một hiệu ứng và đối tượng bạn áp dụng lực đó sẽ có cùng một sự thay đổi động lượng, và do đó cùng một xung lực. Đây là ví dụ phổ biến nhất được sử dụng để mô tả cách động lượng và xung lực về cơ bản không giống nhau. Đơn vị SI của một xung là newton thứ hai. Tuy nhiên, vì newton thực sự là bình phương kilôgam trên giây, nên khi bạn kết hợp các định nghĩa đó, bạn sẽ thấy rằng đơn vị xung là kilôgam trên giây và xung lực đó thực sự có cùng đơn vị SI với động lượng - đó là hệ quả của xung thực sự đại diện cho một sự thay đổi trong động lượng.

Sự khác biệt giữa Động lượng và Xung lực

Tính toán cho Động lượng so với Impulse

Cách bạn tính toán là hoàn toàn khác nhau. Bạn tính xung của một vật bằng cách nhân khối lượng của nó với vận tốc của nó, trong khi bạn tính xung của một vật bằng cách tính tích phân của một lực trong một khoảng thời gian, hoặc, thay vào đó, bằng cách tính sự thay đổi động lượng của cơ thể . Điều này cũng áp dụng cho bất kỳ hệ thống nào có nhiều hơn một cơ thể, bạn chỉ cần tính tổng của tất cả các vectơ.

Kết nối với lực lượng

Như đã đề cập ở trên, xung là một tích phân của một lực, vì vậy nó có thể được tính trực tiếp bằng cách biết lực, trong khi động lượng được sử dụng để tự tính toán lực.

Hiệu ứng được coi là của Momentum so với Impulse

Impulse tính đến hai điều - cả lực tác động lên một hệ thống và khoảng thời gian mà lực đó tác động. Tuy nhiên, động lượng chỉ mang lại hiệu quả tức thời của tác động của lực lên một hệ, về sản phẩm khối lượng và vận tốc, mà không cung cấp bất kỳ kiến ​​thức nào về cách mà lực đó đã hành động trong quá khứ.

Động lực so với Impulse

Tóm tắt động lực so với xung lực

• Động lượng và xung lực là các khái niệm trong vật lý và cơ học cổ điển được sử dụng để mô tả các tính năng khác nhau của các vật thể chuyển động
• Động lượng được tính là tích của khối lượng và vận tốc, trong khi xung được tính là tích phân của một lực trong một khoảng thời gian mà nó tác dụng
• Sự khác biệt chính là cách chúng được tính toán, những gì chúng thể hiện và những gì chúng vốn đã tính đến.