Das lateinische Wort "Impuls" bedeutet Schlag, Stoß. Der Mensch war schon immer von der Wirkung überrascht, die ein Schlag hervorruft. Lassen Sie uns versuchen, Konzepte wie Aufprallkraft, Kraftimpuls und die Formel für ihre Berechnung vom Standpunkt der Physik aus zu analysieren.
Momentum und seine Stärke
In der Physik werden Begriffe wie Impuls und Impulsstärke klar voneinander getrennt. Es sollte verstanden werden, dass Momentum die Menge an Bewegung ist. Sie ist definiert als das Produkt aus Geschwindigkeit und Masse des Körpers:
p=m × v.
Um den Impuls einer Kraft zu berechnen, muss die Formel um die Begriffe Kraft F und Zeit t ergänzt werden. Hier geht es um das wichtigste physikalische Gesetz zur Erh altung des Impulses - Impuls.
Die Formel für Impuls durch Kraft lässt sich wie folgt darstellen:
F=(m v1-m v0) / t, oder m v1 - m v0=F t, wobei F die aufgebrachte Kraft ist, t – Zeiteinheit, m – Körpergewicht, v0 – Anfangsgeschwindigkeit, v1 – Endgeschwindigkeit nach dem Aufprall.
Wenn also die Anfangsgeschwindigkeit eines Körpers mit einer bestimmten Masse unter dem Einfluss von mit der Zeit zunimmtjede Kraft, dann ist eine solche Änderung des Bewegungsbetrags pro Zeiteinheit proportional zur wirkenden Kraft. Der Kraftimpuls, dessen Formel gezeigt wird, demonstriert das zweite Newtonsche Gesetz. Daraus folgt, dass bei kurzer Einwirkung einer großen Kraft die gleiche Impulsänderung auftreten kann wie bei längerer Einwirkung einer kleinen Kraft.
Die Gesetze der Physik am Beispiel des Aufpralls
Die praktische Wirkung der Unveränderlichkeit von Energie und Impuls lässt sich am Beispiel des Stoßes gut demonstrieren, da das Phänomen des Stoßes in Wissenschaft und Technik weit verbreitet ist.
Materialien werden in elastisch und unelastisch eingeteilt. Elastisch kehrt nach Beendigung der Verformungskraft in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn ein elastisches Objekt auf eine elastische Unterlage fällt, also aufprallt, entsteht eine elastische Kraft, die von der Seite der Unterlage wirkt und die Geschwindigkeit des Objekts verlangsamt. Dies zeigt die Kraft-Impuls-Formel. Stoßphysik ist in der Industrie weit verbreitet.
Die Stärke des Aufpralls hängt von seiner Dauer und der Elastizität der Unterlage ab. Auf einer starren Unterlage ist die Aufpralldauer kürzer und die durchschnittliche Kraft größer. Bei weicher Unterstützung ist das Gegenteil der Fall. So schützt ein im Zirkus gespanntes weiches Netz den Turner vor einem starken Schlag.
Bedingungslose Unveränderlichkeit des Impulses
Die Impulserh altungsregel wird eingeh alten, wenn das Körpersystem wechselwirkt. Wenn ein solches System nicht von externen Körpern beeinflusst wird, wird die Wechselwirkung von Körpern innerhalb eines solchen separaten Systems seine Gesamtdynamik nicht verändern.
Gesetze anImpulserh altung und Energieerh altung sind die Grundgesetze der Natur. Die Impulserh altung bei mechanischen Prozessen ist jedoch immer gerecht und unbedingt. Der Kraftimpuls und die Formel zu seiner Berechnung belegen dies in der Praxis. Die Einh altung des Energieerh altungssatzes in der Mechanik setzt aber die Erfüllung bestimmter Bedingungen voraus.
Wenn es gelänge, alle Energiearten vor und nach dem Stoß zu berücksichtigen, wäre es möglich, sicherzustellen, dass auch bei einem unelastischen Stoß der Energieerh altungssatz eingeh alten wird. Es ist immer gültig, aber es besteht die Möglichkeit der Umwandlung der Energieart von einer in die andere. In der praktischen Anwendung ist dies besonders wichtig.
Impuls ist eine Vektorgröße, die von der Masse des Körpers und seiner Geschwindigkeit abhängt. Der Kraftimpuls charakterisiert die Veränderung der Bewegung des Körpers unter Einwirkung einer bestimmten Kraft auf ihn über eine bestimmte Zeit.
