Was ist der Impuls?

  1. Im Kapitel 1 haben wir gelernt, dass Raum und Zeit zwei grundlegende Eigenschaften bzw. Dimensionen unseres Universums repräsentieren.
  2. Wenn eine Kraft F ein Objekt um die Strecke s verschiebt, dann wird die Arbeit $W=F \cdot s$ verrichtet. Die Arbeit ist somit die Wirkung einer Kraft F im Raum (Strecke s).
  3. Was ist mit der Wirkung einer Kraft in der Zeit?
    Wenn eine Kraft F ein Objekt für die Dauer t verschiebt, dann wird der Impuls p auf das Objekt übertragen. Für den Impuls können wir (wie für die Arbeit) schreiben $$p=F \cdot t$$ Als Streber der Nation wissen wir, dass $F=ma$ (2. Newtonsche Gesetz, siehe Kapitel 2) und $a= \frac v t$ (die Beschleunigung, siehe Kapitel 1). Einsetzen liefert für den Impuls $$\begin{aligned} p &= F \cdot t \\ &= m \cdot a \cdot t \\ &= m \cdot \frac v t \cdot t \\&= m \cdot v \end{aligned}$$
  4. Nochmal zur Verdeutlichung:
    Wirkung einer Kraft im Raum $$Kraft \times Strecke = Arbeit (Energie)$$ Wirkung einer Kraft in der Zeit $$Kraft \times Zeit = Impuls$$
  5. Wie immer in der Physik müssen wir die Frage nach den Einheiten klären, um zu wissen was wir überhaupt messen. Für den Impuls gilt $$ F [N] \cdot t [s] = p [N \cdot s] = p [kg \cdot \frac m s]$$ Der Impuls hat also die Einheit [Ns] (Newtonsekunde).
  6. In der Delta-Schreibweise (s. Kapitel 1) können wir schreiben $$\Delta p = F \cdot \Delta t$$ bzw. $$\Delta p = m \cdot \Delta v$$