Definition des Impulses

Um den Bewegungszustand eines Körpers zu beschreiben, ist die Angabe der Geschwindigkeit nicht ausreichend. Die "Wucht" des Körpers steigt sowohl mit seiner Geschwindigkeit als auch mit seiner Masse an. Der physikalisch korrekte Begriff für die "Wucht" ist der Impuls:

Definition: Impuls eines Körpers

Der Impuls ist eine vektorielle Größe, deren Richtung parallel zur Geschwindigkeit zeigt:

$$\overrightarrow{p}=\mathit{m}\cdot \overrightarrow{\upsilon }$$

Die Einheit des Impulses ist:

$$[p]=\text{kg}\cdot \frac{\text{m}}{\text{s}}$$

Beispiel

Abb.1

Auf der Autobahn fährt ein Sattelschlepper, der 6 PKW geladen hat, mit einer Geschwindigkeit von $80\text{km}{\text{h}}^{-1}$. Überholt wird er von einem PKW mit $160\text{km}{\text{h}}^{-1}$. Der leere LKW wiegt etwa das 8-fache eines PKW. Alle PKW seien baugleich.

Vergleichen Sie die Impulse von PKW und LKW

Lösung:

Der Impuls des PKW ergibt sich zu:

$$p_{\text{pkw}}={\mathit{m}}_{\text{pkw}}\cdot {\upsilon }_{\text{pkw}}$$

Für die Masse des LKW mit Ladung erhält man 14-mal die Masse des PKW, also ${\mathit{m}}_{\text{lkw}}=14\cdot {\mathit{m}}_{\text{pkw}}$. Für die Geschwindigkeit des LKW gilt ${\upsilon }_{\text{lkw}}=\mathrm{0,5}\cdot {\upsilon }_{\text{pkw}}$. Damit erhält man für den Impuls des LKW:

$$p_{\text{lkw}}={\mathit{m}}_{\text{lkw}}\cdot {\upsilon }_{\text{lkw}}=14\cdot {\mathit{m}}_{\text{pkw}}\cdot \frac{1}{2}{\upsilon }_{\text{pkw}}=7\cdot p_{\text{pkw}}$$

Der LKW besitzt also trotz halber Geschwindigkeit im Vergleich zum PKW den 7-fachen Impuls.