Impuls
Der lineare Impuls, der Translationsmoment oder einfach nur der Impuls ist das Produkt aus der Masse eines Körpers und seiner Geschwindigkeit:
p = m v {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} } 
wobei p der Impuls, m die Masse und v die Geschwindigkeit ist.
Momentum kann man sich als "Kraft" vorstellen, wenn ein Körper in Bewegung ist, d.h. wie viel Kraft er auf einen anderen Körper ausüben kann. Zum Beispiel,
- Ein Bowling-Ball (große Masse), der sich sehr langsam bewegt (niedrige Geschwindigkeit), kann denselben Schwung haben wie ein Baseball (kleine Masse), der schnell geworfen wird (hohe Geschwindigkeit).
- Ein Geschoss ist ein weiteres Beispiel, bei dem der Schwung aufgrund der außergewöhnlichen Geschwindigkeit sehr hoch ist.
- Ein weiteres Beispiel, bei dem sehr niedrige Geschwindigkeiten eine größere Dynamik bewirken, ist der Vorstoß des indischen Subkontinents in Richtung des restlichen Asiens, der schwere Schäden verursacht, wie z.B. Erdbeben im Gebiet des Himalaja. In diesem Beispiel bewegt sich der Subkontinent so langsam wie nur wenige Zentimeter pro Jahr, aber die Masse des indischen Subkontinents ist sehr hoch.
Das Momentum ist eine Vektorgröße, die sowohl Richtung als auch Größe hat. Seine Einheit ist kg m/s (Kilometermeter pro Sekunde) oder N s (Newtonsekunde).
Der Impuls ist eine konservierte Größe, was bedeutet, dass der gesamte Anfangsimpuls eines Systems gleich dem gesamten Endimpuls des Systems sein muss. Der Gesamtimpuls bleibt unverändert.
Formel
In der Newtonschen Physik ist das übliche Symbol für Schwung der Buchstabe p ; man kann also schreiben
p = m v {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }
wobei p der Impuls, m die Masse und v die Geschwindigkeit ist.
Wenn wir das 2. Newtonsche Gesetz anwenden, können wir ableiten
F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {\Anzeigestil \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \ über \ {t_{2}-t_{1}}}} 
Das bedeutet, dass die Nettokraft auf ein Objekt gleich der Geschwindigkeit der Impulsänderung des Objekts ist.
Um diese Gleichung in der SpeziellenRelativitätstheorie verwenden zu können, muss sich m mit der Geschwindigkeit ändern. Das wird manchmal als die "relativistische Masse" des Objekts bezeichnet. (Wissenschaftler, die mit der Speziellen Relativitätstheorie arbeiten, verwenden stattdessen andere Gleichungen).
Impuls
Impuls ist die Veränderung des Impulses, die durch eine neue Kraft verursacht wird: Diese Kraft wird den Impuls je nach Richtung der Kraft erhöhen oder verringern; auf den Körper zu oder von dem Körper weg, der sich vorher bewegt hat. Wenn die neue Kraft (N) in die Richtung des Impulses des Körpers (x) geht, nimmt der Impuls von x zu; wenn N also in die entgegengesetzte Richtung auf den Körper x zu geht, wird x langsamer und sein Impuls nimmt ab.
Gesetz der Impulserhaltung
Für das Verständnis der Impulserhaltung ist die Richtung des Impulses wichtig. In einem System wird der Impuls mittels Vektoraddition addiert. Nach den Regeln der Vektoraddition ergibt die Addition einer bestimmten Impulsmenge zusammen mit der gleichen Impulsmenge, die in die entgegengesetzte Richtung geht, einen Gesamtimpuls von Null.
Wenn zum Beispiel eine Waffe abgefeuert wird, bewegt sich eine kleine Masse (das Geschoss) mit hoher Geschwindigkeit in eine Richtung. Eine größere Masse (die Kanone) bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung mit einer viel langsameren Geschwindigkeit. Der Schwung des Geschosses und der Schwung der Kanone sind genau gleich groß, aber in entgegengesetzter Richtung. Wenn man die Vektoraddition verwendet, um den Impuls des Geschosses zum Impuls der Kanone (gleiche Größe, aber entgegengesetzte Richtung) zu addieren, ergibt sich ein Gesamtsystemimpuls von Null. Der Impuls des Geschoss-Geschoss-Systems ist konserviert worden.
Eine Kollision zeigt auch die Erhaltung des Impulses: Wenn ein Auto (1000 kg) mit 8 m/s nach rechts und ein Lastwagen (6000 kg) mit 2 m/s nach links fährt, bewegen sich Auto und Lastwagen nach der Kollision nach links. Diese Übung zeigt, warum:
Impuls = Masse x GeschwindigkeitDer Impuls des
Autos: 1000 kg x 8 m/s = 8000kgm/s (nach rechts)Der
Impuls des Lastwagens: 6000 kg x 2 m/s = 12000kgm/s (nach links)
Dies bedeutet, dass ihr Gesamtimpuls 4000kgm/s beträgt. (Nach links)
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Fragen und Antworten
F: Was ist der lineare Impuls?
A: Der lineare Impuls, der auch als Translationsimpuls bezeichnet wird, ist das Produkt aus der Masse eines Körpers und seiner Geschwindigkeit. Man kann ihn als die "Kraft" betrachten, mit der sich ein Körper bewegt, d.h. wie viel Kraft er auf einen anderen Körper ausüben kann.
F: Wie wird der lineare Impuls gemessen?
A: Der lineare Impuls wird in kg m/s (Kilogrammmeter pro Sekunde) oder N s (Newton-Sekunde) gemessen.
F: Was sind einige Beispiele für Objekte mit hohem linearen Impuls?
A: Beispiele für Objekte mit hohem linearen Impuls sind eine Kugel aufgrund ihrer außergewöhnlichen Geschwindigkeit, eine Bowlingkugel, die sich langsam bewegt, aber eine große Masse hat, und ein Baseball, der schnell geworfen wird, aber eine kleine Masse hat. Ein weiteres Beispiel, bei dem sehr niedrige Geschwindigkeiten einen größeren Impuls verursachen, ist der Druck des indischen Subkontinents auf den Rest Asiens, der schwere Schäden wie Erdbeben in der Region des Himalaya verursacht.
F: Ist der lineare Impuls erhalten?
A: Ja, der lineare Impuls bleibt erhalten, was bedeutet, dass der gesamte Anfangsimpuls gleich dem gesamten Endimpuls sein muss und unverändert bleibt.
F: Ist der lineare Impuls eine Vektorgröße?
A: Ja, der lineare Impuls ist eine Vektorgröße, die sowohl eine Richtung als auch einen Betrag hat.
F: Was passiert, wenn zwei Körper miteinander kollidieren?
A: Wenn zwei Körper miteinander kollidieren, werden ihre jeweiligen Impulse zwischen ihnen übertragen, was zu Änderungen ihrer Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von ihren Massen führt.
