¿Es una partícula ganando impulso lo mismo que gana energía?

¡Ganar impulso ciertamente aumenta la energía del sistema (aquí partícula), pero el aumento de energía puede no ser debido a la ganancia de impulso!

La partícula tiene energía incluso cuando está en reposo. Esto se llama “energía de masa en reposo” y es dada por Einstein. Esto proviene de la equivalencia de masa y energía.

En otro caso, en un átomo, un electrón en estado fundamental puede absorber un fotón y llegar al estado excitado. Esto aumentará la energía del sistema. El fotón puede intercambiarse entre dos electrones del mismo átomo pero a diferentes niveles de energía.

Una partícula en reposo puede llevarse a un punto en una dirección opuesta al aumento de la energía del campo (como el campo gravitacional) y mantenerse en reposo en ese punto final. El momento de la partícula será cero, pero hay un aumento en la energía de la partícula.

Nota: “¡En caso de relatividad general, el componente temporal del momento da energía!” Los 4 momentos de un sistema siempre se conservan.

La fórmula relativista para la energía cinética es

[matemáticas] E_k = \ sqrt {p ^ 2c ^ 2 + m ^ 2c ^ 4} – mc ^ 2 [/ matemáticas]

donde m es la masa en reposo, p es la magnitud del momento, y c es la velocidad de la luz.

El aumento de p aumenta E.

Sin embargo, recuerde que el impulso es un vector. Puede tener un par de partículas con la misma magnitud, p, pero con sus direcciones opuestas entre sí. En este caso, el momento total es 0, porque los vectores se cancelan, pero la energía cinética total es el doble que la de cualquier partícula individual.

Esto explica cómo se conserva el impulso, pero no la energía cinética.

Una partícula que gana impulso también ganará energía.

El impulso viene dado por la fórmula [matemáticas] p = mv [/ matemáticas], por lo que un aumento en el impulso requeriría un aumento en la masa o la velocidad del objeto.

La energía cinética viene dada por [matemáticas] E {_k} = \ frac {mv ^ 2} {2} [/ matemáticas]
así que un aumento en la masa o la velocidad (y el impulso, para el caso) también aumentaría la energía de la partícula.

También se aumentarán otras formas de energía que dependen de la masa y la velocidad, como la energía de masa y la energía potencial gravitacional.

Para la luz (una partícula sin masa), el impulso viene dado por [math] p = \ frac {E} {c} [/ math]. Como [math] c [/ math], la velocidad de la luz, es constante, un aumento en el momento dará como resultado la luz de una mayor energía (que se verá como una luz de mayor frecuencia).

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