Impuls und Zusammenstöße — Sport, 14–17 Jahre

Der Impuls beschreibt, wie schwer ein bewegtes Objekt zu stoppen ist. Er verbindet Masse und Geschwindigkeit und ist besonders bei Zusammenstößen nützlich.

Die Idee

Ein schnelles, schweres Objekt ist schwerer zu stoppen als ein langsames, leichtes. Der Impuls misst diesen „Bewegungsdrang“: Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit, p = mv. Er hat eine Richtung, daher kehrt sich der Impuls bei umgekehrter Bewegung um.

Warum das wichtig ist

Nach einem Zusammenstoß können sich Objekte anders bewegen, doch der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems bleibt gleich. Damit lassen sich unbekannte Geschwindigkeiten berechnen, ohne jede komplizierte Kraft während des Stoßes zu verfolgen.

Ein berechneter Zusammenstoß

Ein Wagen mit 2 kg fährt mit 3 m/s nach Osten, ein Wagen mit 1 kg steht still. Der Gesamtimpuls ist (2 × 3) + (1 × 0) = 6 kg·m/s nach Osten. Bleiben sie zusammen, beträgt ihre Gesamtmasse 3 kg, also ist die Geschwindigkeit 6 ÷ 3 = 2 m/s nach Osten.

Der häufige Denkfehler

Ein häufiger Fehler ist, Geschwindigkeiten statt gerichteter Impulse zu addieren. Das wirkt verständlich, weil wir vor allem die Geschwindigkeit wahrnehmen, aber die Richtung zählt: 5 kg·m/s nach Osten und 5 kg·m/s nach Westen ergeben null, nicht 10.

Außerhalb der Schule

Unfallermittler nutzen den Impuls, um die Geschwindigkeiten von Fahrzeugen vor einem Zusammenstoß zu schätzen. Auch Sportausrüstung beruht darauf: Ein Schläger ändert den Impuls des Balls, während Polster die Stoppzeit verlängern und die Kraft verringern können.

Weiter erkunden

Andere Sprachen

MyLeoNes™ wird geladen…