Der Impuls

Schauen wir uns einen Stoß zweier gleicher Kugeln bei einem Billardspiel genauer an. Der Spieler stößt eine Kugel auf dem Billardtisch an. Die Kugel rollt auf eine andere ruhende Kugel zu. Die erste stößt die zweite an, bleibt selber liegen und die vorher ruhende rollt auf das Ziel, beispielsweise das Loch in der Tischecke, zu und fällt hinein.

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Was ist bei dem Stoß passiert? Vor dem Stoß war die Kugel K₂ in Ruhe, hatte also die Geschwindigkeit v₂ = 0. Die andere Kugel K₁ hatte hingegen die Geschwindigkeit v₁. Nach dem Stoß ist es genau anders herum. Offensichtlich hat bei dem Stoß die Kugel K₁ ihre Geschwindigkeit irgendwie an die Kugel K₂ weitergegeben. Die Kugeln sind gleich groß und auch aus dem gleichen Material, also sind auch ihre Massen gleich. Aus unserer Erfahrung wissen wir, dass die Masse bei Stößen von Körpern eine wichtige Rolle spielt. Masse und Geschwindigkeit eines Körpers fasst man in der Physik zu einer Größe zusammen, dem Impuls. Man sagt: Der Impuls p eines Körpers der Masse m, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt, ist:

p = m · v.

Mit Worten gesagt: Bewegen sich zwei Körper gleich schnell und ist ein Körper doppelt so schwer wie ein anderer, dann hat er auch den doppelten Impuls.

Die Gleichung oben betrachtet nur die Beträge von Masse und Geschwindigkeit. Da die Geschwindigkeit aber eine Vektorgröße ist, ist auch der Impuls ein Vektor. Der Impuls hat also, genau wie die Geschwindigkeit, eine Richtung. Unter dem Impuls eines Körpers der Masse m, der sich mit der Geschwindigkeit bewegt, versteht man die Vektorgröße:

Die Einheit des Impulses kann aus der Gleichung entnommen werden. Sie ist kg · (m/s).