Impuls

Dieser Text beschreibt Impuls.

Impuls v. lat. impellere = einschlagen PPP: impulsum.

Umgangssprachlich genannt Impuls einen plötzlichen Antrieb, der unreflektiertes Handeln zur Folge hat.

Der Impuls ist eine physikalische Größe, die eine geradlinige Bewegung beschreibt. Nicht zu verwechseln mit dem Begriff Wucht, der etwa seit Mitte des 19. Jahrhunderts in der Physik terminologisch für kinetische Energie, steht und umgangssprachlich heute in erweitertem Sinn auch für andere Energieformen benutzt wird, die kurzzeitig ihre Wirkung entfalten (die Wucht einer Explosion, die Wucht des Blitzes, die Wucht des Aufpralls, ...).

In der Physik ist der Impuls p von zentraler Bedeutung: es gilt für ihn ein Erhaltungssatz:

Der Gesamtimpuls in abgeschlossenen Systemen ist konstant, d. h. der Impuls ist eine Erhaltungsgröße.

Er ist definiert als Produkt der Masse m eines Körpers und dessen Geschwindigkeit v. Impuls und Geschwindigkeit sind dabei Vektoren, also richtungsbehaftet.

Eine auf einen Körper wirkende Kraft F ändert dessen Impuls, bzw. die Impulsänderung pro Zeit ist gleich der auf den Körper wirkenden Kraft. Dies entspricht dem 2. Newtonschen Axiom.

Ist die Masse m während der Impulsänderung konstant, ergibt sich die bekanntere Formel

Nichtkonstante Massen während der Impulsänderung treten beispielsweise bei der Beschleunigung von Raketen auf (siehe Raketengleichung). Oder aber auch in dem relativistischen Fall bei dem die relativistische Masse von der Geschwindigkeit abhängt.Der Impuls ist eine Größe, die die Translationsbewegungen eines Körpers charakterisiert. Die entsprechende Größe für die Rotationsbewegung eines Körpers ist der Drehimpuls.

Das ist folgendermaßen zu verstehen: Nimmt man zwei grundsätzliche Bewegungsarten -gerade und kreisförmig- an, so kann man jede beliebige Bewegung in Teilbewegungen dieser Typen zerlegen. Es genügt also, diese Bewegungstypen idealisiert zu betrachten. Der Unterschied liegt darin, dass bei der Beobachtung aus der Ferne die lineare Bewegung anhand der Beobachtung des Körperschwerpunktes festgestellt werden kann, während die kreisförmige Bewegung nicht festzustellen ist, der Körper bleibt am Ort. Während in dem ersten Fall der Körper punktförmig (gedacht) sein kann, muss in dem zweiten Fall der Körper ausgedehnt sein und durch mindestens zwei Teile charakterisiert werden können, die ihren Schwerpunkt "umkreisen", während die Fliehkraft genau durch eine anziehende Kraft ausgeglichen wird. Betrachtet man das letztere System genauer, so ist der Drehimpuls die Summe zweier Impulse, die sich betrags- und richtungsmäßig genau kompensieren, deren Aufpunkt jedoch unterschiedlich ist. Für jeden Moment kann der Drehimpuls aber ín zwei linare Impulse zerlegt werden.

Andererseits ist aber eine streng lineare Bewegung in einem nicht unendlichen Raum auch nicht denkbar. Wenn die Bewegung beliebig lange anhält, muss sie eine kreisförmige Komponente aufweisen. Fasst man nun in einem großen System alle Massen in ihrem Schwerpunkt zusammen und postuliert eine Bewegung dieses Punktes, dann muss diese Bewegung durch einen Mitspieler kompensiert werden. Dieser Mitspieler kann nun nicht mehr Materie sein. Da jedoch auch Strahlung Impuls beinhaltet, können Strahlungsfelder diesen Partner darstellen.In der Quantenmechanik ersetzt der Impulsoperator den Impuls der klassischen Mechanik.

In der Elektro- und Signaltechnik versteht man unter einem Impuls ein sehr kurzzeitiges starkes Spannungs-, Licht-, Radiowellen-, usw. Signal, z. B. beim Impulswahlverfahren bei älteren Telefonen.