Der Impuls ist Masse × Geschwindigkeit: p = m v, gemessen in kg m/s. Er ist ein Vektor, deshalb kommt es auf die Richtung an. In einem abgeschlossenen System ist der Gesamtimpuls vor einem Ereignis gleich dem Gesamtimpuls danach: Der Impuls bleibt erhalten. Wenn eine Waffe abgefeuert wird, fliegt die Kugel nach vorn, und die Waffe stößt mit gleich großem, entgegengesetztem Impuls nach hinten zurück.
Die Kraft ist gleich der Änderungsrate des Impulses: F = m Δv ÷ Δt. Je länger das Abbremsen dauert, desto kleiner ist die Kraft. Sicherheitseinrichtungen im Auto wie Knautschzonen, Sicherheitsgurte und Airbags verlängern alle die Dauer eines Zusammenstoßes und verringern so die Kraft auf die Insassen. Fahrradhelme und Aufprallmatten funktionieren auf dieselbe Weise.
Beispiel mit Lösung
Ein 2 kg schwerer Wagen mit 3 m/s stößt auf einen ruhenden, 1 kg schweren Wagen und bleibt an ihm hängen. Wie groß ist ihre Geschwindigkeit danach?
- Impuls vorher = 2 × 3 + 1 × 0 = 6 kg m/s.
- Impuls nachher = (2 + 1) × v = 6.
Antwort:v = 2 m/s.
Schlüsselwörter
- Impuls
- Masse × Geschwindigkeit, in kg m/s
- Impulserhaltung
- der Gesamtimpuls ist vorher und nachher gleich
- Kraftstoß
- Impulsänderung: Kraft × Zeit
- Knautschzone
- Teil eines Autos, der sich verformt und so den Zusammenstoß verlängert
Jedes Mal neue Fragen.
Mit Bezug auf NGSS: HS-PS2-2