Conservazione dell'energia vs Momentum | Conservazione dello slancio vs conservazione dell'energia
La conservazione dell'energia e la conservazione della quantità di moto sono due importanti argomenti discussi in fisica. Questi concetti di base giocano un ruolo importante in campi come l'astronomia, la termodinamica, la chimica, la scienza nucleare e persino i sistemi meccanici. È fondamentale avere una chiara comprensione di questi argomenti per eccellere in questi campi. In questo articolo, discuteremo cosa sono la conservazione dell'energia e la conservazione della quantità di moto, le loro definizioni, le applicazioni di questi due argomenti, le somiglianze e infine la differenza tra conservazione della quantità di moto e conservazione dell'energia.
Conservazione dell'energia
La conservazione dell'energia è un concetto discusso nella meccanica classica. Questo afferma che la quantità totale di energia in un sistema isolato viene conservata. Tuttavia, questo non è del tutto vero. Per comprendere appieno questo concetto, è necessario prima comprendere il concetto di energia e massa. L'energia è un concetto non intuitivo. Il termine "energia" deriva dalla parola greca "energeia", che significa operazione o attività. In questo senso, l'energia è il meccanismo alla base di un'attività. L'energia non è una quantità osservabile direttamente. Tuttavia, può essere calcolato misurando le proprietà esterne. L'energia può essere trovata in molte forme. Energia cinetica, energia termica ed energia potenziale sono solo per citarne alcuni. Si pensava che l'energia fosse una proprietà conservata nell'universo fino a quando non fu sviluppata la teoria della relatività speciale. Le osservazioni delle reazioni nucleari hanno mostrato che l'energia di un sistema isolato non è conservata. In effetti, è l'energia e la massa combinate che vengono conservate in un sistema isolato. Questo perché energia e massa sono intercambiabili. È dato dalla famosissima equazione E = mc2, dove E è l'energia, m è la massa ec è la velocità della luce.
Conservazione della quantità di moto
Lo slancio è una proprietà molto importante di un oggetto in movimento. La quantità di moto di un oggetto è uguale alla massa dell'oggetto moltiplicata per la velocità dell'oggetto. Poiché la massa è uno scalare, la quantità di moto è anche un vettore, che ha la stessa direzione della velocità. Una delle leggi più importanti riguardo alla quantità di moto è la seconda legge del moto di Newton. Afferma che la forza netta che agisce su un oggetto è uguale alla velocità di variazione della quantità di moto. Poiché la massa è costante nella meccanica non relativistica, il tasso di variazione della quantità di moto è uguale a, la massa moltiplicata per l'accelerazione dell'oggetto. La derivazione più importante da questa legge è la teoria della conservazione della quantità di moto. Questo afferma che se la forza netta su un sistema è zero, la quantità di moto totale del sistema rimane costante. Lo slancio è conservato anche su scale relativistiche. Momentum ha due forme diverse. Il momento lineare è il momento corrispondente ai movimenti lineari e il momento angolare è il momento corrispondente ai movimenti angolari. Entrambe queste quantità vengono conservate secondo i criteri di cui sopra.
Qual è la differenza tra conservazione della quantità di moto e conservazione dell'energia?
• Il risparmio energetico è vero solo per scale non relativistiche, a condizione che non avvengano reazioni nucleari. La quantità di moto, lineare o angolare, è conservata anche in condizioni relativistiche.
• La conservazione dell'energia è una conservazione scalare; pertanto, la quantità di energia totale deve essere considerata quando si eseguono i calcoli. Momentum è un vettore. Pertanto, la conservazione della quantità di moto è considerata una conservazione direzionale. Solo i momenti nella direzione considerata hanno un impatto sulla conservazione.
