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===== Homonyme: Impulsivität bezeichnet ein Verhalten, bei dem der Handelnde spontan und ohne jede Erwägung selbst naheliegender Konsequenzen auf Außenreize oder innere Impulse reagiert. Dabei wird auch von Leichtfertigkeit, Mangel an Selbstkontrolle oder Störung der Impulskontrolle gesprochen. Das Verhalten wirkt auf Außenstehende situationsunangemessen, unkontrolliert und unbedacht.[1] Da Impulskontrolle keine angeborene Fähigkeit ist, können Säuglinge und Kleinkinder ihre Impulse noch nicht kontrollieren, ohne dass in diesen Fällen von Impulsivität gesprochen würde. Erst etwa im 4. Lebensjahr gelingt Bedürfnisaufschub.[2] Impuls als auslösende "Aktion" etwa vom Lehrer für ein Schülerprojekt im Sinn von „Anstoß“. („…gab der Diskussion neue Impulse.“) =======

Klassische Mechanik[Bearbeiten] Der Impulsbegriff wurde von Isaac Newton eingeführt: Er schreibt in den Principia Mathematica: „Quantitas motus est mensura ejusdem orta ex velocitate et quantitate materiae conjunctim.“ „Die Größe der Bewegung wird durch die Geschwindigkeit und die Größe der Materie vereint gemessen.“[2] Mit „Größe der Materie“ ist die Masse gemeint, mit „Größe der Bewegung“ der Impuls. In heutiger Formelsprache ausgedrückt lautet diese Definition also:
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Der Impuls ist vorderhand etwas kompliziert und wird oft verwechselt:
Impuls und Kraft
Impuls und Energie
 

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Deutung:
Hätten wir vollständige Freiheit der Wahl der Namen der Größen p und F, so würden wir p „Bewegungsmenge“ nennen und F die „mechanische Stromstärke“ (in Analogie zur elektrischen Stromstärke I ). =======

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Der Stoss ist kein gutes Beispiel, aber in der traditionellen Physik sehr beliebt, weil er keine Zeit braucht. =======

===== Die Analogie zwischen Impuls- und Wasserströmungen Wir machen zur Veranschaulichung von Impulsbilanzen gelegentlich einen Vergleich. Dabei entspricht dem Impuls eines Körpers eine Wassermenge in einem Behälter, und der Geschwindigkeit des Körpers entspricht der Wasserstand, die Höhe des Wasserspiegels. Diese Analogie ist genauso tragfähig wie die anderen Analogien, die wir im Unterricht benutzen. Wir definieren die Analogie durch Tabelle 3.2. Hinter der Höhe h des Wasserstandes versteckt sich eigentlich die intensive Größe Gravitationspotential, also gh. Aus der für die linke Spalte gültigen Beziehung p = m · v erhält man durch rein formales Übersetzen die für das System der rechten Seite richtige Gleichung V = A · h. Wahrscheinlich ist dieses „Wasserbehältermodell“ die einfachste Realisierung der Struktur, die in den anderen Bereichen der Physik immer wieder auftritt. Sie ist so perfekt und einleuchtend, dass man geneigt sein mag, sie im Unterricht, so oft es nur geht, heranzuziehen. Hier ein Beispiel: Ein Gleiter, der inelastisch gegen zwei andere Gleiter stößt, entspricht einem vollen Wasserbehälter, der mit zwei leeren verbunden wird, so dass sich die Wasserniveaus ausgleichen. Man sollte aber die Darstellung solcher Analogien nicht übertreiben. Die Struktur der Physik ist zwar ein wichtiges Lernziel. Mindestens ebenso wichtig sind aber die Phänomene, und deren Untersuchung könnte leicht zu kurz kommen, wenn man den Strukturen zu viel Unterrichtszeit widmet. ??????????????????? wieder eine Geschichte, die ich nicht verstehe ???????????????' Körper Wasserbehälter mit senkrechten Wänden Masse m Grundfläche A des Behälters Impuls p Wassermenge V (in Litern) Geschwindigkeit v Wasserniveau h über dem Boden Tabelle 3.2 Zur Analogie zwischen Impuls- und Wasserströmungen =======


 
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Die Unterscheidung zwischen Impuls und Energie ist so wichtig wie jene zwischen Energie und Kraft. Impuls ist wie Wärme oder Elektrizität eine Menge auf einem Träger !!

Im Gegensatz zur kinetischen Energie ist der Impuls eine vektorielle Größe und hat damit einen Betrag und eine Richtung.

Noch viel Chaos: die Wörter Schwung und Wucht sind eben auch kompliziert

In der relativistischen Mechanik gilt eine andere Formel (Viererimpuls), die für Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit näherungsweise mit der klassischen Formel übereinstimmt. Sie schreibt aber auch masselosen Objekten, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, einen Impuls zu, z. B. klassischen elektromagnetischen Wellen oder Photonen. (noch mehr Chaos)
Als Viererimpuls oder auch Energie-Impuls-Vektor eines Teilchens oder Systems bezeichnet man in der relativistischen Physik zusammenfassend seine Energie und seinen Impuls in Form eines Vierervektors, d. h. eines Vektors mit vier Komponenten (Energie + 3 Raumrichtungen des Impulses). Der Viererimpuls ist eine Erhaltungsgröße, d. h., er bleibt konstant, solange das Teilchen oder System keine Einwirkungen von außen erfährt.

da muss ich noch etwas Geschichte schreiben ;-)

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Die Kraft als Impulsstromstärke Die Interpretation der Größe ! F als Stärke des Impulsstroms bildete sich historisch zur selben Zeit, als man begann, den Impuls als eigenständige Größe zu akzeptieren: um die Wende zum 20. Jahrhundert. Sie stammt von Planck (1908), und man findet sie dann in zahlreichen anderen Veröffentlichungen zu Beginn des 20. Jahrhunderts wieder (z. B. Weyl 1924). Als den Zeitpunkt, von dem ab der Impuls endgültig als eigenständige Größe anerkannt wurde, kann man wohl die Veröffentlichung der allgemeinen Relativitätstheorie betrachten. Im Energie-Impuls-Tensor tritt der Impuls, neben Energie, Energiestromdichte und Impulsstromdichte, als Quelle des Gravitationsfeldes auf. Dass ! p mehr als nur eine Abkürzung für das Produkt m · ! v ist, sieht man auch daran, dass es Systeme gibt, deren Impuls sich nach dieser Formel nicht berechnen lässt. Ein Beispiel ist das elektromagnetische Feld. Die Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes berechnet sich nachρp = ! E × !H c2 wo ! E die elektrische und !H die magnetische Feldstärke ist. Obwohl die Einsicht, dass ! F die Impulsstromstärke ist, schon über 100 Jahre alt ist, hat sie sich noch nicht wirklich durchgesetzt. Sie ist zwar in vielen modernen Physiklehrbüchern zu finden (Landau, Lifschitz 1959; Gerthsen, Kneser, Vogel 1977), erscheint dort aber stets als eine Betrachtungsweise für Fortgeschrittene. Dass man diese Auffassung auch als Anfänger verstehen kann, ja, dass die Physik durch sie sogar einfacher wird, ist anscheinend nie in Betracht gezogen worden. Selbstverständlich steht einer Neudarstellung der Mechanik in diesem Sinne die Trägheit einer der am festesten etablierten Traditionen der Physik entgegen.


 
bild Traditionelle Formulierung Formulierung im Impulsstrombild

1. Newtonsches Gesetz bild

2. Newtonsches Gesetz bild

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Ein Körper, auf den keine Kräfte wirken, bleibt in Ruhe, oder er bewegt sich geradlinig gleichförmig. Ein Körper, in den kein Impulsstrom hinein fließt, und aus dem kein Impulsstrom heraus fließt, ändert seinen Impuls nicht.

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Die zeitliche Änderung d!p/dt des Impulses eines Körpers ist gleich der auf den Körper wirkenden Kraft !F : !F = d!p/dt Die zeitliche Änderung d!p/dt des Impulses eines Körpers ist gleich der Stärke !F des Impulsstroms, der in den Körper fließt: !F = d!p/dt 3. Newtonsches Gesetz Übt ein Körper A auf einen Körper B die Kraft !F aus, so übt B auf A die gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft – !F aus. Fließt ein Impulsstrom aus einem Körper A in einen Körper B, so ist die Stromstärke beim Verlassen von A dieselbe wie beim Eintritt in B.

Als Impuls bezeichne ich, was ich umgangssprachlich auch als Wucht oder Schwung bezeichne. Der Impuls wurde als physikalische Grösse durch R. Descartes eingeführt. Er nannte die Grösse Quantitas motus (Bewegungsmenge).

Phänomen:
Ich schlage mit einem Hammer einen Nagel in ein Brett.
Ich schlage mit einem Hammer auf eine Blechbüchse, die sich dabei verformt.
Ich schlage mit einem Hammer - horizontal - auf eine Billardkugel, die wegrollt.
Was beobachte ich dabei, worüber staune ich und wie erkläre ich mir das Phänomen?

Erwägungen zum Physikkurs:
Wenn ich Impuls als Ladung begreife und ihm eine Richtung zuweise, kann er (resp. seine Richtung) neagtiv sein.
Spreche ich - physikalisch - je von einer negativen Kraft? Was bezeichne ich mit Aktion/Reaktion?
Welche Probleme hätte ich mit Kybernetik statt Physik nicht?

Als Impuls bezeichne ich ....

Der Impuls ist - wie das Gewicht - ein Zustand eines Gegenstandes, der unter einer Krafteinwirkung entsteht und im Gegenstand bleibt, bis er auf einen anderen Gegenstand übertragen wird. Da er eine Richtung hat, kanner sich auflösen, wenn er einen gleichen Gegenstan it entgegegesetzter Richtung trifft.

Beispiel:
Ich stosse eine Billardkugel an, die endlos in eine Richtung rollt, ...
oder an einem Widerstand umgeleitet oder gestoppt wird,
wobei sie ihren Impuls behält oder abgibt.

Wenn die Kugel ihren Impuls abgibt, ist der Impuls auf eine anderen Gegenstand:
Wenn der andere Gegenstand denselben Impuls in die andere Richtung hatte, heben sich die beiden Impulse auf. Im Beispiel: beide Billardkugeln bleiben stehen.
Wenn der andere Gegenstand keinen Impuls enthält, übernimmt er den ganz Impuls:
Im Beispiel: die getroffene Kugel bewegt sich, wie zuvor die treffen Kugel
Wenn die Kugel .... auf einen anderen Gegenstand übertragen

Ich quantifiziere den Impuls physikalisch als eine Energiemenge, die in einer bewegten Körpermasse enthalten ist, also p = m x v.

Anschaulich ist der Impuls (und seine Erhaltung) beim Billard: Der Impuls der weißen Kugel verteilt sich auf alle Kugeln. Nach dem Impulserhaltungssatz ist die Summe der einzelnen Impulse in abgeschlossenen Inertialsystemen konstant, das heißt, der Impuls ist eine additive Erhaltungsgröße.

Die Erhaltung des Impulses ist von der Erhaltung der Energie unabhängig; Impulserhaltung gilt beispielsweise sowohl bei elastischen als auch bei unelastischen Stößen, also auch, wenn die kinetische Energie nicht erhalten bleibt. Umgekehrt ist die Energie bei der Relativbewegung der Erde um die Sonne erhalten, obwohl sich ihr Impuls während des Umlaufs ändert.


 
 
Redeweise

Der Name „Impuls“ hat den Vorteil, kurz zu sein. Die Kürze ist wichtig, wenn man zusammengesetzte Wörter bilden will, wie etwa „Impulsstrom“, „Impulsstromstärke“ oder „Impulsstromdichte“. Der Name hat aber auch einen Nachteil: Er suggeriert, die Größe habe etwas mit schlagartigen, plötzlichen Vorgängen zu tun. Umgangssprachlich wird das Wort benutzt im Sinn von „Anstoß“. („…gab der Diskussion neue Impulse.“) Eine Konsequenz davon ist, dass der Lernende mit dem Impuls nur zu leicht Stoßvorgänge assoziiert: Vorgänge, bei denen eine Impulsänderung in einer so kurzen Zeit erfolgt, dass man nach dem genauen Ablauf des Prozesses am besten nicht fragt.

Das Wort „Bewegungsgröße“ ist eine Übersetzung des Descartesschen Namens für die Größe !p , des Namens „quantitas motus“. Die Übersetzung trifft das, was Descartes meinte, leider nicht sehr genau. Descartes betrachtete die von ihm eingeführte Größe als ein Mengenmaß für die Bewegung, eine sehr weitsichtige Auffassung. Das Wort „quantitas“ lässt sich auf zwei Arten ins Deutsche übersetzen, nämlich als „Größe“, im Sinn einer physikalischen Größe, oder aber als „Menge“. Der Name „Bewegungsmenge“ träfe das was Descartes meinte, vor allem aber auch die moderne Auffassung von !p , viel besser.

Da beide gebräuchlichen Wörter nicht sehr glücklich gewählt sind, haben wir uns für den kürzeren Namen „Impuls“ entschieden. Das Wort „Kraft“ konnten wir natürlich nicht beibehalten. Es steht zu stark im Widerspruch zu unserer Absicht, die Größe !F als Stromstärke der Größe !p zu beschreiben. Hätten wir vollständige Freiheit der Wahl der Namen der Größen !p und !F , so würden wir !p „Bewegungsmenge“ nennen und !F die „mechanische Stromstärke“ (in Analogie zur elektrischen Stromstärke I ).

Da es nach dem Système International keine eigene Einheit für den Impuls und keine eigene Einheit für die Entropie gibt, führen wir für beide Größen eigene, SI-kompatible Einheiten ein: für den Impuls das Huygens (Hy), wobei 1 Huygens = 1 Newton · Sekunde ist, und für die Entropie das Carnot (Ct), mit 1 Carnot = 1 Joule/Kelvin.

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Bildquelle: Wikipedia

Als Impuls bezeichne ich die Energie dort, wo der Energiestrom sehr rasch fliesst, also das die Energiemenge fast augenblicklich umgeladen wird. Typisch ist das auch beim Einschlagen eines Nagels. Dabei steigt die Kraft von Null auf einen Höchstwert an und fällt dann wieder auf Null ab.

Wenn der Impuls zeitlich langsam abgegeben wird, spreche ich von einem Impulsstrom oer einer Impulsquelle.


 
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