Momentalensitet

Momentalensitet, eller momentum density, är mängden linjärt momentum per volymenhet i ett område av rymden. Den beskriver hur mycket momentum som finns i varje punkt och hur detta momentum är fördelat över rummet och tiden. I klassisk kontinuitetsteknik är momentumdensiteten g(r,t) lika med massdensiteten ρ(r,t) multiplicerad med den lokala hastigheten v(r,t): g = ρ v. Enheten är kg/(m^2 s). Denna kvantitet ingår i momentumkontinuitetsrelationer som beskriver hur momentum flyttas genom ett medium eller över ytor via momentumflödet.

I vätsketeorin och annan kontinua mekanik uppträder momentumflödet genom stressen i mediet, inklusive tryck och viskositet. Kontinuitetsliknande ekvationer uttrycker hur förändringen i momentumdensitet över tid motsvarar divergensen av momentumflödet plus externa krafter. Dessa relationer är centrala för att beskriva rörelse, deformation och överföring av rörelseenergi i fluider och fasta medel.

I relativitetsteorin är momentumdensiteten de rumsliga komponenterna av energimomenteori‑tensor Tμν. Den fria tolkningen är att momentumdensiteten kommer från energi- och impulsflöden i rumtiden; i olika konventioner kan faktorn c appeareras olika, men grundidén är att momentumdensiteten utgör en del av den totala energimängden och dess fördelning i rum och tid.

I elektromagnetismen bär fältet också momentum. Den kvantifieras ofta som g = S/c^2, där S är Poynting-vektorn (energiflöde per ytenhet). Denna fältmomentum är viktigt vid studier av ljus- och radiationsknipningar samt kraftöverföring mellan strålar och materia.