Impuls und Stöße — Physik, 14–17 Jahre

Der Impuls hilft vorherzusagen, was geschieht, wenn bewegte Körper sich stoßen, zusammenprallen oder abprallen.

Die Idee

Der Impuls beschreibt, wie viel Bewegung ein Körper mitführt. Er hängt sowohl von der Masse als auch von der Geschwindigkeit ab: Ein schwerer, langsamer Wagen kann denselben Impuls wie ein leichter, schneller Ball haben. Seine Richtung ist die Bewegungsrichtung.

Warum es wichtig ist

Newtons Gesetze beschreiben Kräfte, aber Stöße verlaufen so schnell, dass man jede Kraft nur schwer verfolgen kann. Der Impuls bietet eine einfache Beschreibung: In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls gleich. Die Idee entstand aus der Untersuchung von Zusammenstößen und sagt die Bewegung danach voraus.

Beispiel

Ein Wagen mit 2 kg fährt mit 3 m/s nach rechts. Sein Impuls beträgt also 2 × 3 = 6 kg·m/s nach rechts. Er stößt auf einen ruhenden Wagen mit 1 kg, und beide bleiben zusammen. Die Gesamtmasse ist 3 kg, daher beträgt ihre gemeinsame Geschwindigkeit 6 ÷ 3 = 2 m/s nach rechts.

Der typische Fehler

Ein häufiger Fehler ist die Annahme, der schnellere Körper habe immer den größeren Impuls. Das ist verständlich, weil man die Geschwindigkeit leicht sieht, aber auch die Masse zählt. Vergleiche immer Masse × Geschwindigkeit und beachte die Richtung bei entgegengesetzter Bewegung.

Wo es vorkommt

Knautschzonen und Airbags verlängern einen Aufprall ein wenig. Dadurch ändern Auto und Insasse ihren Impuls in jeder Sekunde weniger abrupt. Dieselbe Physik hilft beim Entwickeln von Helmen, Schutzbarrieren und Sportausrüstung. Der Stoß verschwindet nicht; seine Wirkung wird über die Zeit verteilt.

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