Impuls und Impuls sind Begriffe, die in der Physik relativ ähnliche Begriffe beschreiben. Der größte Teil der Verwirrung rührt von der Tatsache her, dass beide Konzepte die gleichen Einheiten haben - Masse mal Geschwindigkeit. Sie sind jedoch grundsätzlich nicht gleich und werden auf unterschiedliche Weise berechnet.
Sowohl Impuls als auch Impuls sind Konzepte aus der klassischen Mechanik, einem Zweig der Physik, der sich um das zweite Bewegungsgesetz von Newton dreht. Während der Impuls eines Objekts jedoch als Produkt aus Masse und Geschwindigkeit dieses Objekts berechnet wird, repräsentiert der Impuls die Impulsänderung eines Systems über einen bestimmten Zeitraum. Dies hat zur Folge, dass beide Konzepte die gleichen Einheiten haben, aber völlig unterschiedliche Bedeutungen haben, völlig unterschiedliche Phänomene beschreiben und auf zwei völlig verschiedene Arten berechnet werden.
In fortgeschrittenen Formulierungen der klassischen Mechanik können Sie etwas verwenden, das als "generalisierter Impuls" bezeichnet wird. Der Wert des verallgemeinerten Impulses hängt nicht von einem Koordinatensystem oder anderen Bedingungen ab. Sie können dann weitere mathematische Strukturen wie Lagrangians oder Hamiltonians definieren, um zu beschreiben, wie der kinetische Impuls aus dem verallgemeinerten mit einem angegebenen Koordinatensystem und etwaigen zusätzlichen physikalischen Einschränkungen berechnet wird.
Dies sind jedoch sehr technische Definitionen von Impuls, die sich von den üblichen unterscheiden. Aus Gründen der Klarheit konzentriert sich dieser Artikel daher ausschließlich auf den kinetischen Impuls oder in den meisten Fällen nur auf den Begriff Impuls im Allgemeinen.
Der Impuls ist in diesem Sinne ein Vektor, der durch Multiplikation der Masse eines Objekts mit seiner Geschwindigkeit berechnet werden kann (Dies ist auch ein Vektor und der Grundimpuls ist auch ein Vektor). Seine SI-Einheit ist Kilogrammmeter pro Sekunde und spielt eine entscheidende Rolle bei der Berechnung der Kraft aus Newtons zweitem Bewegungsgesetz, da die Kraft der Impulsänderungsrate entspricht. Wenn ein System aus mehr als einem Körper betrachtet wird, können Sie seinen Impuls berechnen, indem Sie den Impuls jedes einzelnen Teilchens in diesem System berechnen und dann als Vektoren addieren. Der resultierende Vektor ist der Impuls des gesamten Systems.
Impuls in technischer Hinsicht, stellt ein Integral einer Kraft über ein bestimmtes Zeitintervall dar, das im Wesentlichen die Fläche unter dem Diagramm der Kraft von einem Zeitpunkt zum anderen berechnet. Eine andere Art, Impulse darzustellen, ist die Veränderung des Impulses eines Körpers oder eines Körpersystems.
Wenn Sie zum Beispiel eine Kiste mit einer bestimmten Masse schieben und sie für zwei verschiedene Zeitspannen mit konstanter Kraft drücken, wäre die Impulsänderung (mit anderen Worten: Impuls) in einem Fall größer als in einem Fall das andere, weil Sie die Kraft über einen längeren Zeitraum angewendet haben. Der Impuls kann jedoch der gleiche sein, unabhängig davon, ob Sie 5 oder 10 Sekunden lang handeln.
Wenn Sie beispielsweise eine kleine Kraft über einen langen Zeitraum oder eine starke Kraft über einen kleineren Zeitraum anwenden, können Sie denselben Effekt ausführen, und das Objekt, auf das Sie diese Kraft angewendet haben, hätte die gleiche Impulsänderung und daher der gleiche Impuls. Dies ist das häufigste Beispiel, um zu beschreiben, wie Impuls und Impuls grundsätzlich nicht dasselbe sind. Die SI-Einheiten eines Impulses sind die Newtonsekunde. Da Newton jedoch tatsächlich Kilogrammmeter pro Sekunde im Quadrat ist, werden Sie, wenn Sie diese Definitionen kombinieren, feststellen, dass die Impulseinheit Kilogrammmeter pro Sekunde ist und dieser Impuls tatsächlich die gleichen SI-Einheiten wie der Impuls hat - was eine Folge davon ist Impuls ist wirklich eine Änderung des Impulses.
Die Art und Weise, wie Sie sie berechnen, ist völlig unterschiedlich. Sie berechnen den Impuls eines Objekts, indem Sie dessen Masse mit seiner Geschwindigkeit multiplizieren, während Sie den Impuls eines Objekts berechnen, indem Sie das Integral einer Kraft über einen bestimmten Zeitraum berechnen oder alternativ die Änderung des Impulses eines Körpers berechnen . Dies gilt auch für Systeme mit mehreren Körpern. Sie müssen lediglich die Summe aller Vektoren berechnen.
Wie oben erwähnt, ist der Impuls ein Integral einer Kraft, so dass er direkt durch Kenntnis der Kraft berechnet werden kann, während der Impuls zur Berechnung der Kraft selbst verwendet wird.
Impulse berücksichtigt zwei Dinge - sowohl die Kraft, die auf ein System einwirkt, als auch die Zeitdauer, für die diese Kraft wirkt. Der Impuls gibt jedoch nur die augenblicklichen Auswirkungen der Kraftwirkung auf ein System in Bezug auf das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit an, ohne zu wissen, wie diese Kraft in der Vergangenheit wirkt.
Impuls vs. Impuls