Impuls (fysik)

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Disambig bordered fade.svg For alternative betydninger, se Impuls. (Se også artikler, som begynder med Impuls)
Eksempel på impuls i mekanik. Legeme 1 afgiver sin energi til legeme 2.

Impuls (gammeldags: bevægelsesmængde) er inden for fysik en bevaret størrelse, det kan bruges til at beskrive et objekt. Impulsen er brugbar, da den for en hver proces i et lukket inertialsystem er konstant. I klassisk mekanik afhænger impuls af masse og hastighed, mens det i relativistisk mekanik også er muligt for masseløse partikler såsom fotonen at have en impuls.

Impuls i klassisk mekanik[redigér | redigér wikikode]

I klassisk mekanik er impulsen givet ved:

hvor er massen, og er hastigheden.

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 impuls er relateret til hastigheden , lysets hastighed og massen af et objekt. Impuls er givet ved:

hvor er massen (også kaldet hvilemassen), er hastigheden, og er Lorentzfaktoren givet ved:

hvor er lysets hastighed.

For lave hastigheder 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.