Lernzettel – Der Impuls
Der Impuls
- Der physikalische Impuls ist das Produkt aus der Masse m und der Geschwindigkeit v:
p=m*v
[p] = [m] [v] = 1 kg * 1 m/s = 1 kg * 1 m/s
Häufig verwendet [p] = 1 Ns (“Newtonsekunde“)
1 Ns = 1 kg * m/s² * s = 1 kg * m/s
Hinweis: Der Impuls ist ein Vektor in Richung des Geschwindigkeitsvektors
Der Impulserhaltungssatz (IES)
- Beispiel: Autounfall
- Es handelt sich um einen sogenannten unelastischen Stoß, weil Bewegungsenergie in
Reibung und in Verformungsarbeit umgewandelt wird
F1 auf 2 = F2 auf 1
m1 * a1 = m2 * a2
m1 * (∆v1 / ∆t) = m2 * (∆v2 / ∆t)
m1 * ∆v1 = m2 * ∆v2
Mit ∆v1 = u1 – v1 und
∆v2= u2 – v2 folgt:
m1 * (u1 – v1 ) = m2 * (u2 – v2 )
v1, v2: Geschwindigkeiten vor dem Stoß
u1, u2: Geschwindigkeiten ach dem Stoß
m1 * u1 – m1 * u1 = - m2 * u2 – m2 * u2 | + m1 * v1 + m2 * v2
m1 * u1 + m2 * v2 = m1 * u1 + m2 * v2
Gesamtimpuls nach dem Stoß = Gesamtimpuls vor dem Stoß
Merke: Der Gesamtimpuls bleibt bei Stoßprozessen erhalten
Gerader elastischer Stoß:
➔ Beschrieben wird die Kollision zweier Körper (Massen m1 und m2). Es handelt sich um einen
eindimensionalen Stoßvorgang. Auf die Vektorschreibweise kann verzichtet werden, eine
Koordinate ist zur Beschreibung des Stoßvorganges ausreichend. Algebraische Vorzeichen
bestimmen die Bewegungsrichtung. Festlegung: Bewegung nach rechts = positives
Vorzeichen bei den Geschwindigkeiten
Kräfte ändern den Impuls
- Beispiel: Anschieben eines Autos mit konstanter Kraft F (ohne Reibung)
- Beobachtung: das Auto erhält eine umso größere Geschwindigkeit, je größer die Kraft ist und
je länger man das Auto schiebt
- Nach Newton gilt:
F=m*a
F = m * (∆v / ∆t) | * ∆t
F * ∆t = m * ∆v
F * ∆t = ∆p → F = ∆p / ∆t
Der Impuls
- Der physikalische Impuls ist das Produkt aus der Masse m und der Geschwindigkeit v:
p=m*v
[p] = [m] [v] = 1 kg * 1 m/s = 1 kg * 1 m/s
Häufig verwendet [p] = 1 Ns (“Newtonsekunde“)
1 Ns = 1 kg * m/s² * s = 1 kg * m/s
Hinweis: Der Impuls ist ein Vektor in Richung des Geschwindigkeitsvektors
Der Impulserhaltungssatz (IES)
- Beispiel: Autounfall
- Es handelt sich um einen sogenannten unelastischen Stoß, weil Bewegungsenergie in
Reibung und in Verformungsarbeit umgewandelt wird
F1 auf 2 = F2 auf 1
m1 * a1 = m2 * a2
m1 * (∆v1 / ∆t) = m2 * (∆v2 / ∆t)
m1 * ∆v1 = m2 * ∆v2
Mit ∆v1 = u1 – v1 und
∆v2= u2 – v2 folgt:
m1 * (u1 – v1 ) = m2 * (u2 – v2 )
v1, v2: Geschwindigkeiten vor dem Stoß
u1, u2: Geschwindigkeiten ach dem Stoß
m1 * u1 – m1 * u1 = - m2 * u2 – m2 * u2 | + m1 * v1 + m2 * v2
m1 * u1 + m2 * v2 = m1 * u1 + m2 * v2
Gesamtimpuls nach dem Stoß = Gesamtimpuls vor dem Stoß
Merke: Der Gesamtimpuls bleibt bei Stoßprozessen erhalten
Gerader elastischer Stoß:
➔ Beschrieben wird die Kollision zweier Körper (Massen m1 und m2). Es handelt sich um einen
eindimensionalen Stoßvorgang. Auf die Vektorschreibweise kann verzichtet werden, eine
Koordinate ist zur Beschreibung des Stoßvorganges ausreichend. Algebraische Vorzeichen
bestimmen die Bewegungsrichtung. Festlegung: Bewegung nach rechts = positives
Vorzeichen bei den Geschwindigkeiten
Kräfte ändern den Impuls
- Beispiel: Anschieben eines Autos mit konstanter Kraft F (ohne Reibung)
- Beobachtung: das Auto erhält eine umso größere Geschwindigkeit, je größer die Kraft ist und
je länger man das Auto schiebt
- Nach Newton gilt:
F=m*a
F = m * (∆v / ∆t) | * ∆t
F * ∆t = m * ∆v
F * ∆t = ∆p → F = ∆p / ∆t
