Impuls verstehen: Quiz für Physik

Impuls: Grundlagen, Formeln und typische Fehler

Der Impuls p beschreibt die Bewegungsgröße eines Körpers und ist definiert als Produkt aus Masse und Geschwindigkeit: p = m·v. Er ist eine vektorielle Größe, besitzt also Betrag und Richtung. Die Einheit ist kg·m/s (bzw. N·s). Ein 2-kg-Körper mit 3 m/s hat denselben Impulsbetrag wie ein 3-kg-Körper mit 2 m/s, nämlich 6 kg·m/s – aber die Richtungen können unterschiedlich sein, und genau das entscheidet über die Vektoraddition.

Der Impulserhaltungssatz gilt für abgeschlossene Systeme: Wenn keine äußeren Kräfte wirken, bleibt der Gesamtimpuls konstant. Beim elastischen Stoß bleiben zusätzlich die kinetischen Energien erhalten, beim unelastischen (vollplastischen) Stoß kleben die Körper danach zusammen und ein Teil der kinetischen Energie wird in Verformung und Wärme umgewandelt – der Impuls bleibt aber auch hier erhalten. Häufiger Denkfehler: Viele glauben, bei einem unelastischen Stoß gehe Impuls verloren. Falsch – verloren geht nur kinetische Energie.

Ein weiterer klassischer Irrtum ist die Verwechslung von Impuls und kinetischer Energie. Der Impuls wächst linear mit der Geschwindigkeit, die kinetische Energie jedoch quadratisch (E_kin = ½·m·v²). Ein doppelt so schneller Körper hat den doppelten Impuls, aber die vierfache kinetische Energie. Auch die Richtung wird oft ignoriert: Bewegen sich zwei Körper aufeinander zu, heben sich ihre Impulse teilweise oder vollständig auf. Wer Impulsbeträge einfach addiert statt vektoriell zu rechnen, erhält falsche Ergebnisse. Präge dir ein: Impuls ist vektoriell, Erhaltung gilt für die Summe, und Kraft über Zeit ändert den Impuls (Impulsänderung = Kraft · Zeitwirkungsdauer).