Impuls und Impulserhaltung

Bedeutung (Warum?)

Der Impuls \(p\) ist ein Maß für den „Schwung“ eines Körpers. Er ist das Produkt aus Masse \(m\) und Geschwindigkeit \(v\):

\( p=m\cdot v \)

Der Impuls hat eine Richtung – nach rechts positiv, nach links negativ.

Nutzen (Wozu?)

Mit dem Impuls beschreibt man Stöße und Zusammenstöße. Es gilt die Impulserhaltung: In einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller Impulse gleich. Thema u. a. in Physik der Realschule, Jahrgangsstufe 10.

Funktionsweise (Wie?)

Einheit: \(1\,\text{Ns}=1\,\tfrac{\text{kg}\cdot\text{m}}{\text{s}}\). Man unterscheidet zwei Stoßarten:

\( \text{elastisch:}\ p_{1}+p_{2}=p_{1}’+p_{2}‘ \qquad \text{unelastisch:}\ p_{1}+p_{2}=p_{12} \)

Beim elastischen Stoß prallen die Körper wieder auseinander, beim unelastischen Stoß bleiben sie zusammen und bewegen sich mit gemeinsamem Impuls \(p_{12}\) weiter.

Praxisbeispiel (Wo?)

Wagen 1 (\(m_{1}=2\,\text{kg}\), \(v_{1}=3\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\)) stößt unelastisch auf den ruhenden Wagen 2 (\(m_{2}=1\,\text{kg}\)) und kuppelt an:

\( p_{12}=m_{1}v_{1}=2\cdot 3=6\,\text{Ns} \Rightarrow v’=\tfrac{p_{12}}{m_{1}+m_{2}}=\tfrac{6}{3}=2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}} \)

Merksatz

Impuls = Masse mal Geschwindigkeit, \(p=m\cdot v\) in Ns. In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtsumme der Impulse erhalten – vorher gleich nachher.