Impuls (fysik)

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg

Impuls i klassisk mekanik[redigér | redigér wikikode]

I fysik er impuls eller bevægelsesmængde p en størrelse relateret til hastigheden v og massen m af et objekt i forhold til et inertialsystem. Den definerende formel er ved hastigheder betydeligt mindre end lysets omtrent:

hvor

Der gælder impulsbevarelse dvs. at den totale impuls af alle partikler i et lukket system er konstant. Dette gælder også i relativistisk mekanik.

Impuls og impulsændring[redigér | redigér wikikode]

Undertiden definerer man størrelsen I som ændringen (efter en periode med indvirkning af kræfter) i impuls p, altså

Det kan føre til forvirring at størrelsen I sommetider blot kaldes impuls. Men normalt menes der med "impuls" den absolutte bevægelsesmængde p.

Advarsel: På engelsk er det kun størrelsen Ip der kaldes impulse; den vigtigere og mere benyttede impuls p kan kun kaldes momentum (en:Momentum) på dette sprog. Dette har intet med det danske ord (kraft)moment at gøre.

Newtons 2. lov[redigér | redigér wikikode]

Vigtigheden og oprindelsen af begrebet impuls p er Newtons 2. lov der udsiger

hvor F er den summerede kraft, og t er tiden.

Udledningen af dette forhold kan vises mere detaljeret:[1]

Af Newtons 2. lov vides det at

hvor a er acceleration, F er kraft, og m er masse. Når man ganger med masse på begge side, får man:

Da acceleration er defineret som ændringen af hastighed pr. tidsenhed, kan acceleration opskrives som den differentierede hastighed:

Massen ganges op i tælleren

Her finder man, at tælleren så opfylder førnævnte definition på impulsen. Dvs. at man får

Det er dermed også vist, at kraften, der påvirker en partikel, er impulsændringen over tid.[1]

Impuls i relativistisk mekanik[redigér | redigér wikikode]

Den relativistiske og dermed eksakte impuls p er en størrelse relateret til hastigheden v, c lysets hastighed og massen m af et objekt har i forhold til et inertialsystem, ved den fulde formel:

hvor

  • p er impulsen i kg·m/s = J·s/m.
  • m er massen i kg, når massen er stillestående. Det kaldes også hvilemassen.
  • v er massens hastighed i m/s.
  • c er lysets hastighed i m/s; c = 299.792.458 m/s = 2,99792458 · 108 m/s.

For lave hastigheder v < c/10, i forhold til lyshastigheden c, er en masses impuls tilnærmelsesvis givet ved den klassiske formel.

Fotoners impuls[redigér | redigér wikikode]

Masseløse objekter som f.eks. fotoner (elektromagnetisk stråling) besidder også impuls; formlen er:

hvor


Masseløse objekters impuls, som fx fotoners, indgår i Einsteins komplette relativistiske energiformel:


hvor m er massen og p er impulsen

Se også[redigér | redigér wikikode]

Ekstern henvisning[redigér | redigér wikikode]

Fodnoter[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ a b Brydensholt, Morten; Gjøe, Tommy; Jessen, Claus; Keller, Ole; Møller, Jan; Vaaben, Jens. Orbit BA (1. e-bogsudgave), Systime A/S 2006, s. 315. ISBN 87-616-1402-5.