Impuls- und Drehimpulsbilanz

Impuls p=mv beschreibt den Bewegungszustand eines Körpers und hat die Einheit kg·m/s. Der Kraftstoß ist das Zeitintegral einer äußeren Kraft und hat die Einheit N·s, die gleich kg·m/s ist. Er entspricht der Impulsänderung Δp, nicht dem Impuls selbst. Eine kurze große Kraft kann denselben Stoß liefern wie eine kleinere Kraft über längere Zeit. Definiere stets, welche Körper zum System gehören, über welchen Zeitraum bilanziert wird und um welchen Punkt der Drehimpuls gebildet ist. Impulsänderung hängt von äußerem Kraftstoß ab; interne Wechselwirkungen kompensieren sich in der Gesamtbilanz. Verwende SI-Einheiten und unterscheide Impulsgröße p von Kraftstoß J.

Berechne zuerst die Impulsänderung aus Masse und Geschwindigkeitsänderung. Teile dann durch die Dauer des Stoßes: Fmittel=Δp/Δt. Ein 0,20-kg-Ball, der in 0,05 s von Ruhe auf 15 m/s kommt, erhält Δp=3 N·s und erfährt im Mittel 60 N. Die Spitzenkraft kann höher sein. Definiere stets, welche Körper zum System gehören, über welchen Zeitraum bilanziert wird und um welchen Punkt der Drehimpuls gebildet ist. Impulsänderung hängt von äußerem Kraftstoß ab; interne Wechselwirkungen kompensieren sich in der Gesamtbilanz. Verwende SI-Einheiten und unterscheide Impulsgröße p von Kraftstoß J.

Der Gesamtimpuls eines passend abgegrenzten Systems bleibt erhalten, wenn der resultierende äußere Kraftstoß über das betrachtete Intervall null ist oder vernachlässigbar klein bleibt. Innere Kräfte können einzelne Körper beschleunigen, ändern aber den Gesamtimpuls des Systems nicht. Bei einem Stoß prüfst du deshalb, ob äußere Kräfte während der kurzen Kontaktzeit klein sind. Definiere stets, welche Körper zum System gehören, über welchen Zeitraum bilanziert wird und um welchen Punkt der Drehimpuls gebildet ist. Impulsänderung hängt von äußerem Kraftstoß ab; interne Wechselwirkungen kompensieren sich in der Gesamtbilanz. Verwende SI-Einheiten und unterscheide Impulsgröße p von Kraftstoß J.

Drehimpuls und Drehmoment werden um einen Punkt gebildet; bei einer Verschiebung des Bezugspunkts können sich ihre Werte und Gleichungen ändern. Die Beziehung ΔL=∫τdt setzt denselben Punkt für L und τ voraus. Wähle oft einen Punkt, an dem unbekannte Kräfte kein Moment erzeugen, aber begründe diese Wahl ausdrücklich. Definiere stets, welche Körper zum System gehören, über welchen Zeitraum bilanziert wird und um welchen Punkt der Drehimpuls gebildet ist. Impulsänderung hängt von äußerem Kraftstoß ab; interne Wechselwirkungen kompensieren sich in der Gesamtbilanz. Verwende SI-Einheiten und unterscheide Impulsgröße p von Kraftstoß J.

In der Bilanz eines Gesamtsystems treten Wechselwirkungskräfte paarweise mit entgegengesetzter Richtung auf und heben sich auf, sofern das System passend gewählt ist. Für einzelne Teilkörper bleiben sie dagegen äußere Kräfte und können deren Impuls ändern. Eine sorgfältige Systemgrenze entscheidet deshalb, welche Kräfte in der Bilanz erscheinen und ob Impulserhaltung angewendet werden darf. Definiere stets, welche Körper zum System gehören, über welchen Zeitraum bilanziert wird und um welchen Punkt der Drehimpuls gebildet ist. Impulsänderung hängt von äußerem Kraftstoß ab; interne Wechselwirkungen kompensieren sich in der Gesamtbilanz. Verwende SI-Einheiten und unterscheide Impulsgröße p von Kraftstoß J.