Einzelimpulsen

Einzelimpuls bezeichnet in Physik und Ingenieurwissenschaften eine einzelne, kurzzeitige Kraftstoß- oder Impulsabgabe an ein System. Im Gegensatz zu Impulsfolgen oder regelmäßigen Impulsreizen handelt es sich bei einem Einzelimpuls um ein einzelnes Ereignis.

Mathematisch wird der Impuls J durch das Integral der Kraft F(t) über die Zeit definiert: J = ∫ F(t) dt. Er ist gleich der Änderung des Impuls p: J = Δp = p_f − p_i. Für eine Masse m mit Anfangsgeschwindigkeit v_i und Endgeschwindigkeit v_f gilt v_f = v_i + J/m. Die Größe J hat die Einheit N·s (kg·m/s). Ein idealisierter Einzelimpuls wird oft durch die Dirac-Delta-Funktion δ(t) modelliert, sodass F(t) = J δ(t) und J die Fläche unter dem Kraftstoß repräsentiert; in der diskreten Zeit entspricht der Impulsstoß δ[n].

Einzelimpulse spielen eine zentrale Rolle in der Impulsantwort von linearen zeitinvarianten Systemen: Die Reaktion eines Systems auf einen Einzelimpuls ist die Impulsantwort h(t). Häufige Anwendungen finden sich in der Stoß- und Impulsbelastung von Bauteilen, bei Kollisions- und Stoßprozessen, im Antriebstechnikbereich sowie in der Materialprüfung, wo Impulsbelastungen genutzt werden, um Material- oder Systemcharakteristika zu gewinnen.

Siehe auch: Impuls, Impulsantwort, Dirac-Delta, Stoß, Impulsübertragung.

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