Impuls / Impulsstrom
Ja also ich bin gerade ein bisschen im internet am rechechieren und habe natürlich versucht selbst auch probleme zu beheben, aber ein paar fragen sind aufgetaucht die ich leider gerade nicht selbst lösen konnte.
Das wäre:
Was bedetutet dieser Satz : "zeitliche Änderung des Impulses "
Was ist mit zeitliche Änderung gemeint ?
Und ein Impulsstrom, was ist ein Impulsstrom ?
Hier wäre der dazugehörige Satz: "Ein Körper bekommt aus dem Gravitationsfeld der Erde ständig einen Impulsstrom "
Ja also das wären die 2 Fragen bei denen ich gerade nicht weiter komme. kann mir da einer Helfen ?
3 Antworten
Wenn ein Körper seinen Bewegungszustand ändert, muss er seinen IMpuls ändern. Dazu muss Impuls in ihn hineinfließen oder hinausfließen. Die Stärke dieses Impulsstroms ist die Impulsstromstärke.
WÄhle die positive Richtung nach unten (das ist wichtig, dass man sowas vorher macht). Dann bekommt der Körper ständig einen konstanten IMpulsstrom von 9,81 N/kg aus dem Gravitationsfeld (diesen Impulsstrom nennt man Gewichtskraft). Würde der Körper keinen Kontakt mit der Erde haben, dann sammelt er immer mehr Impuls an und wird immer schneller (nach unten), dies ist der freie Fall.
Steht der Körper aber auf dem Boden, dann fließt der Impulsstrom, sobald er ihn bekommt, direkt in den Boden ab. Der Impuls des Körpers ändert sich daher nicht, er bleibt stehen. Der Impulsstrom, wenn er dann in den Boden abfließt, ist dann übrigens die Normalkraft des Bodens auf den Körper
Zu deiner ersten Rückfrage: Der Impuls hat die Einheit kg * m / s, soweit liegst du richtig. Es geht aber um die Änderung des Impulses, also um einen Impuls"strom", also um die Menge an Impuls, die pro Sekunde in einen Körper hineinfließt oder aus ihm herausfließt, damit hast du dann kg * m / s / s = kg * m / s^2, und dies ist die Einheit einer Kraft. Impulsströme sind halt, wie Planck 1908 es zum ersten Mal klar ausdrückte, einfach Kräfte, genauer gesagt sind es Oberflächenkräfte bezüglich eines abgegrenzten Systems.
Wenn der Körper auf dem Boden steht, dann fließt ein Impulsstrom der Stärke 9,81 N (pro kg) in den Körper hinein (aus dem Gravitationsfeld) , durch den Körper durch nach unten und direkt wieder heraus, nämlich in den Boden. Daher ändert sich der Impuls des Körpers nicht. Das bedeutet, der Körper ändert auch seinen Bewegungszustand nicht.
Und nein, der Impulsstrom ist nicht die kinetische Energie, die beiden Sachen haben nichts (fast nichts) miteinander zu tun. Allerdings erhöhst du die kinetische Energie eines Körpers, wenn Impuls in Form eines Stroms (IMpulsstrom) in ihn hineinfließt, ohne aus ihm wieder rauszufließen. Der Zusammenhang zwischen kinetischer Energie und Impuls ist einfach E = 1/2 * p * v. (gilt für nichtrelativistische Geschwindigkeiten).
Ach so, also Impulsstrom=N (also Kraft die aufgebracht werden muss um etwas zu Beschleunigen) ?
Und Impuls = Ns (Kraft die aufgebracht werden muss um ein Bewegungszustand aufrecht zu erhalten, da es ja nur s^1 ist) ?
Ns weil sekunde auch 'ein Sechzigstel' bedeutet ?
Und wenn Das so stimmt was ich sage, dann ist ja N und Ns genau das gleiche nur eben ein Sechzigstel davon.
Wenn es zu viele Fragen werden, dann sag es :)
Ok ich habe es mir nochmal gut durchgelesen. So wie ich das verstanden habe, ist ein Impulsstrom einfach 'N' bzw. eine Kraft, die in einen Körper hineinfliesst oder durch ihn durch, das sehe ich doch richtig oder ?
Und dieser Impulstrom ist dann gleichzeitig auch das Massgebende, welches Bestimmt, wie gross der Impuls ist(oder)? Der Impuls ist demnach, in ganz einfachen Worten ausgedrückt, einfach nur die Beschreibung des Bewegungszustand (oder) ?
Ich kann verstehen dass die ewige Fragerei langsam an den Nerven zehrt, also tut mir leid deswegen.
Und ich konnte erst jetzt antworten, weil ich leider erst heute Zeit gefunden habe.
N ist eine Einheit, Der Impuls ist eine Größe, dies bitte nicht verwechseln. Der Impuls charakterisiert die Bewegungsmenge, das ist richtig, die Abkürzung für den Impuls ist p und die Einheit ist kg * m / s.
Ein Impulsstrom ist aber nicht der Impuls, sondern eben der Strom desselben, also die Menge an Impuls, die pro Sekunde in einen Körper hineinfließt. Der Impulsstrom ist also
F = p / t (also Impuls pro Zeit), und F wird auch Kraft genannt.
Die Einheit für die Kraft, also den Impulsstrom ist also dann
[F] = [p] / [t] = kg * m / s / s = kg * m / s^2, und die Abkürzung dafür ist einfach 1 Newton, also 1N. F wird also in N gemessen.
Und noch etwas. Zwar kannst du sagen, dass ein Impulsstrom in einen Körper hineinfließt, aber du kannst nicht sagen, dass eine Kraft in ihn hineinfließt. Leider kann man diese Redewendung nicht gebrauchen, der Grund dafür ist teils historisch bedingt, teils aber auch direkt zu erklären. Eine Kraft ist nämlich nicht der Impulsstrom an sich, sondern eine Schnittgröße. Damit ist folgendes gemeint: Wenn ein Impulsstrom links in einen Körper hineinfließt, dann ist die Kraft links am Körper die Stärke des Impulsstroms, der in den Körper hineinfließt. Eine Kraft ist also nur dann "da", wenn du den Körper vorher eingerenzt hast.
Wenn du sagst:
" ...also die Menge an Impuls, die pro Sekunde in einen Körper hineinfließt."
Dass hört sich dann so an, als wäre Impuls eine Menge wie kg. Also der Teil ''die Menge an Impuls'' meine ich.
Das mit der Schnittgrösse verstehe ich nicht ganz.
"Wenn ein Impulsstrom links in einen Körper hineinfließt, dann ist die Kraft links am Körper die Stärke des Impulsstroms, der in den Körper hineinfließt."
Aber dann ist ja der Impulsstrom gleich Kraft . Weil wenn der Strom links rein fliesst und die Stärke des Stroms gleich der Stärke der Kraft ist, dann ist Kraft =Impulsstrom oder nicht ? Und wie meinst du das mit dem Eingrenzen ? Inwiefern eingrenzen ?
Ja, der Impuls ist eine mengenartige Größe. Sie bezieht sich auf ein Raumgebiet, also zum Beispiel auf einen Körper. Es ist genauso eine mengenartige Größe wie die Masse, genauso wie der Drehimpuls, die Entropie, die Energie, die elektrische Ladung.
Ja, der Impulsstrom entspricht einer Kraft. Nun ist ein Strom aber etwas, was durch einen ganzen Körper hindurchfließt (zum Beispiel). Eine Kraft ist aber rein von der Handhabung her etwas anderes. Fließt der Impuls links in den Körper rein, durch den Körper durch und rechts wieder raus, dann kannst du rein theoretisch unendlich viele Kräfte einzeichnen (genauer gensagt immer Paare von Kräften), dies hängt davon ab, welches Objekt du betrachtest, und dies nennt man freischneiden (im englischen: free body diagram). angenommen, du nimmst den ganzen Körper als Objekt, dann gibt es zwei Schnitte, nämlich links, wo der Impuls reinfließt, dort kommt ein Kraftpfeil hin, dessen Länge der Impulsstromstärke entspricht, und rechts kommt ein zweiter Kraftpfeil hin, da wo der Impuls wieder hinausfließt. Beide Kraftpfeile sind zwar gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet, weil beim einen der Impuls HINEIN und beim anderen HINAUS fließt. Beide Kräfte bilden ein Gleichgewicht, der Körper ändert seinen Bewegungszustand also nicht.
Das ist aber auch klar, denn die Menge an Impuls ändert sich ja nicht, es fließt genauso viel rein wie raus
Mit dem Impulsstrom ist dp/dt gemeint. Nach Newtons zweitem Gesetz ist das eine Kraft, in den genannten Satz also das Gewicht.
Evtl würde es mir helfen, wenn du den Begriff 'Impulsstrom' bezogen auf den zitierten Satz in Worten erklären könntest und nicht mit z.B dt, denn dieses Einheitszeichen (oder was auch immer) kenne ich nicht.
Und das mit der zeitlichen Änderung evtl auch in Worten, geht das ?Wäre sehr nett.
dp/dt ist nichts anderes als die Darstellung der "momentanen" Änderungsrate der Funktion p(t). (Im Endeffekt wurde die Funktion p(t) abgeleitet, so dass du die Form: p´(t)= dp/dt erhälst. ) Somit stellt dp/dt die Impulsänderung zu einem gewissen Zeitpunkt t dar. In dem Fall der Gravitation erfolgt diese aufgrund der Anziehungskraft zwischen Massen. Nun hat die Formel der Kraft ja folgende Gestalt: F= m*a [ a=Beschleunigung , m= Masse] Dies bedeutet, dass das Objekt eine Beschleunigung erfährt, da es eine Kraft erfährt, die Gravitationskraft. Da die Masse sich eigentlich nur geringfügig ändert, bei Geschwindigkeiten wesentlich kleiner als c, kann die Masse eigentlich als konstant angenommen werden. Demnach erfährt das Objekt eine Geschwindigkeitszunahme durch Beschleunigung, und damit auch eine Zunahme/Änderung seines Impulses, da dieser Definiert ist als:
p= m*v [ v= Geschwindigkeit ]
Die zeitliche Änderung ließe sich bei einem linearen Zusammenhang sogar noch einfacher darstellen:
delta p/ delta t = m*(v(später) - v(vorher))/( t(später)-t(vorher))
Also Impuls pro Zeiteinheit.
Für eine Erklärung des Differentialquotienten brauchst du nur google zu Benutzen.
Ok danke, ich werde es mir dann morgen anschauen. Danke für die Hilfe
Die zeitliche Änderung des Impulses p ist dp/dt, oder kurz (nach Newton): p mit einem Punkt darüber.
Ok und was ist dp und dt ? und was bedeutet denn der Punkt darüber ?
Ah ok, Danke für die Antwort.
Noch eine Frage zu deinem 2. Abschnitt. Die Anziehungskraft ist ja eine Beschleunigung, also ich meine sie Beschleunigt Masse. Und eine Beschleunigung ist ja Kg*m/s^2 und laut Wikipedia ist Impuls= Kg*m/s. Das wäre ja dann nur eine Geschwindigkeit und keine Beschleunigung wie bei der Anziehungskraft.
Kannst du mir das erklären ? Also Impuls sollte ja dann ja einfach nur den Bewegungszustand eines Körpers bzw. seine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung, liege ich da richtig oder sehe ich das nicht ganz richtig oder falsch ?
Dann noch eine Frage zum 3. Abschnitt.
Du sagst ja wenn der Körper den Boden erreicht, dann fliesst der Impulsstrom direkt in den Körper ab. Also ist der Impulsstrom einfach Kinetische Energie oder wie kann man sich das vorstellen ? Und dann schreibst du, dass sich der Impuls dadurch nicht ändert, also ist der Impuls wie schon gefragt einfach der Bewegungszustand ?
Sorry für die vielen fragen, wäre aber nett wenn du sie trotzdem beantworten könntest :)
Und danke für die bisherige Hilfe.