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Impulserhaltung

1687
  • Isaac Newton
Forscher demonstriert die Impulserhaltung in einem Physiklabor mit kollidierenden Wagen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls konstant. Ein abgeschlossenes System ist ein System, das keinen äußeren Kräften ausgesetzt ist. Dieses Prinzip folgt aus den Newtonschen Bewegungsgesetzen. Für ein System von Teilchen ist der Gesamtimpuls [latex]vec{p}_{text{total}} = sum_{i} m_i vec{v}_i[/latex] erhalten, wenn die resultierende äußere Kraft null ist. Dies ist grundlegend für die Analyse von Stößen.

The law of conservation of momentum is a direct consequence of Newton’s second and third laws. Newton’s second law states that the rate of change of a particle’s momentum is equal to the net force acting on it, [latex]\vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt}[/latex]. For a system of multiple particles, the total momentum is the vector sum of the individual momenta. The forces acting on the particles can be divided into internal forces (exerted by particles within the system on each other) and external forces (exerted by objects outside the system).

According to Newton’s third law, for every internal force, there is an equal and opposite reaction force. When summing the forces over all particles in the system, these internal forces cancel out in pairs. Therefore, the rate of change of the total momentum of the system is equal to the net external force, [latex]\vec{F}_{\text{ext}} = \frac{d\vec{p}_{\text{total}}}{dt}[/latex].

Ein isoliertes System ist definiert als ein System, in dem die resultierende äußere Kraft null ist ([latex]vec{F}_{text{ext}} = 0[/latex]). In diesem Fall ist die Änderungsrate des Gesamtimpulses null, was bedeutet, dass der Gesamtimpulsvektor [latex]vec{p}_{text{total}}[/latex] konstant ist. Dieses Prinzip gilt unabhängig von der Komplexität der internen Wechselwirkungen, einschließlich Kollisionen und Explosionen, solange das System isoliert bleibt.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Mechanik

Typ

Abstraktes System

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Jean Buridans Impulstheorie
  • René Descartes' Prinzip der Erhaltung der 'Bewegungsmenge'
  • Christiaan Huygens’ Arbeit an Kollisionen
  • Isaac Newtons Bewegungsgesetze

Anwendungen

  • Raketenantrieb
  • Kollisionsanalyse in der Fahrzeugsicherheit
  • Billardkugelphysik
  • Rückstoß von Schusswaffen
  • astronomische Berechnungen von Wechselwirkungen zwischen Himmelskörpern

Patente:

NA

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Bezogen auf: Impulserhaltung, isoliertes System, Newtonsche Gesetze, Stoß, klassische Mechanik, Vektorsumme, äußere Kraft, innere Kraft, konstanter Impuls, Dynamik.

Historischer Kontext

Impulserhaltung

1650
1678
1687
1687
1738
1750
1785
1650
1672
1687
1687
1738
1750
1757
1788

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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