Impulsänderung

Impulsänderung bezeichnet die Veränderung des Impulses eines Teilchens oder eines Systems durch äußere Kräfte, die über eine endliche Zeit wirken. Der Impuls J wird definiert als J = ∫ F dt, und dem Impuls-Momenta-Satz zufolge gilt J = Δp = p2 − p1. Für eine Masse m mit konstanter Masse ergibt sich Δp = m Δv, also Δv = J/m. Die Einheiten sind Newton-Sekunden (N·s) für den Impuls und Kilogramm-Meter pro Sekunde (kg·m/s) für den Impuls p.

Bei konstanter Kraft F während eines Intervalls Δt gilt J = F Δt; bei variablen Kräften ist J die Integrale über die Zeit des F.

In isolierten Systemen gilt die Gesamtimpuls-Konservierung: Die auf einen Teil wirkende Impulsübertragung entspricht dem entgegengesetzten Impuls auf andere Teile des Systems.

Beispiele zeigen die praktische Bedeutung: Beim Ballkontakt mit einem Schläger ändert sich der Ballimpuls (Geschwindigkeit verändert sich), Bremsen verlängern die Kontaktzeit und damit den Impulswechsel beim Fahrzeug, ein Raketenantrieb erzeugt durch Ausstoß von Propellant großen Impuls, und in Stoßprozessen bzw. bei Airbags wird der Impulswechsel durch Verlängerung der Zeit reduziert.

Hinweis: Der Impuls ist p = mv; bei Massenzunahme oder -verlust (z. B. Raketen) gilt Δp = Δ(mv) unter Berücksichtigung der Systemgrenze. Die Impulsänderung ist zentral in der Mechanik, in der Fahrzeug- und Kollisionsanalyse sowie in der Propulsions- und Sportphysik.