Impulsbevarelse

Impulsbevarelse är en grundläggande princip i klassisk mekanik som säger att den totala impulsen i ett system som är fritt från yttre krafter är konstant över tid. Impuls, eller rörelsemängd, definieras som p = m v för varje kropp, där m är massa och v är hastighet. För ett system av flera kroppar är den totala impulsen P = Σ_i m_i v_i en vektor. Om summan av yttre krafter F_ext över tiden är noll, är ΔP = ∫ F_ext dt = 0, vilket innebär att P före och efter en händelse är lika.

I praktiken gäller impulsbevarelsen särskilt vid kollisioner. Interna krafter mellan kroppar kan överföra momentum mellan dem, men den totala impulsens storlek och riktning i systemet förblir oförändrade om yttre påverkan är obetydlig eller frånvarande. Vid elastiska och inelastiska kollisioner bevaras den totala impulsen, medan den kinetiska energin ofta inte bevaras i inelastiska fall. Beräkningsmässigt används ofta båda sidorna av lagen, men impulsen är den som står fast i frånvaro av yttre krafter.

Center of mass: Den totala impulsen är kopplad till systemets centrum av massa via P = M v_cm, där M är den sammanlagda massan. Om P är konstant rör sig centrum av massa med konstant hastighet.

Exempel och tillämpningar: Vid två kulor som kolliderar i rymden, eller vid en raket som skjuter ut propellant i vakuum, uppträder impulsen så att totalimpulsen inte ändras när yttre krafter är försumbara. Impulsbevarelse används också i analys av strömmar, sammanslagningar och sprängningar där externa krafter är försumbara.