¿Por qué el momento es el cambio de energía cinética por cambio de velocidad? ¿Cuál es el significado físico de la relación?

El momento es la función de la masa y la velocidad, al igual que la fuerza es la masa y la aceleración. La energía cinética también es una función de la velocidad. Entonces, un cambio en la velocidad resulta en un cambio tanto en la energía cinética como en el momento.

Cada vez que tenga dos propiedades que pueden estar relacionadas por una sola variable, puede mostrar una correlación en sus cambios.

Aquí hay un ejemplo. k = 1/2 mv ^ 2 y P = mv

Podemos resolver la velocidad en la ecuación de momento, y obtener v = P / m Debido a esto, podemos reemplazar la v en la ecuación de energía cinética con P / my obtener k = 1/2 m (P / m) ^ 2. entonces podemos simplificar eso para ver que 1/2 m * (P ^ 2 / m ^ 2), una de las masas se cancela, y entonces obtienes k = 1/2 P ^ 2 / my ahora puedes ver que La energía cinética cambiará exponencialmente con el impulso. Puede hacer esto a la inversa, resolviendo la velocidad en la ecuación de energía cinética y sustituyéndola por la ecuación de momento para ver cómo cambia el momento con respecto a la energía cinética.

Aunque la respuesta a esta pregunta es demasiado trivial, la respuesta en resumen es:
La energía cinética es una energía relacionada con el movimiento de un objeto con masa my velocidad V, y cualquier objeto en movimiento tiene un momento (cantidad de movimiento) dado como p = mV kgm / seg, al mismo tiempo que tiene una energía cinética debido al mismo estado físico (movimiento) dado por KE = 1/2 mv ^ 2 (se puede derivar) = p ^ 2 / 2m, por lo tanto, estos dos caracteres físicos del objeto en movimiento están físicamente relacionados a través del movimiento físico del objeto, por lo tanto, dKE = mVdV —-> mV = dKE / dV i, ep = dKE / dV o dKE = pdp / m = mV.mdV / m = pdV ——-> p = dKE / dV

La relación fundamental es en realidad que la derivada temporal de la posición (la velocidad) es la derivada parcial de la energía con respecto al momento.

[matemáticas] \ frac {dx} {dt} = \ frac {\ partial H} {\ partial p_x} [/ math]

y lo mismo para las direcciones y y z. La energía es H porque cuando se escribe en función de todas las posiciones y momentos, se llama Hamiltoniana. Sorprendentemente, esto sigue siendo cierto hasta la velocidad de la luz. IOW, es relativistamente correcto.

En el régimen no relativista,

[matemáticas] H (\ vec {x}, \ vec {p}) = \ frac {p_x ^ 2 + p_y ^ 2 + p_z ^ 2} {2m} + V (\ vec {x}) [/ matemáticas]

donde V es energía potencial. En relativista

[matemáticas] H = \ sqrt {(p_x ^ 2 + p_y ^ 2 + p_z ^ 2) c ^ 2 + m ^ 2c ^ 4} + V (\ vec {x}). [/ matemáticas]

Por que es Porque aplicar un poco de cálculo a las definiciones fundamentales de “energía cinética”, “velocidad” e “impulso” nos da ese resultado.

En cuanto a cuál es su significado físico, esa pregunta suena más como metafísica que física. Pero una vez que aprenda sobre las coordenadas canónicas y el Principio de Hamilton, podrá entender mejor su “significado”.