Hvad er en impuls i fysik?

Kraft, der anvendes over tid, skaber en impuls, en ændring i momentum. Impuls defineres i klassisk mekanik som en kraft ganget med den mængde tid, den handler over. I regnestykker kan impulsen beregnes som en integral af kraft med hensyn til tid. Symbolet for impuls er J eller Imp.

Kraft er en vektormængde (retningen betyder noget), og impuls er også en vektor i samme retning. Når en impuls påføres et objekt, har det en vektorændring i dets lineære momentum. Impuls er produktet af den gennemsnitlige nettokraft, der virker på et objekt, og dets varighed. J = fΔt

Alternativt kan impuls beregnes som forskellen i momentum mellem to givne tilfælde. Impuls = ændring i momentum = kraft x tid.

SI-impulsenheden er den samme som for momentum, Newton anden N * s eller kg * m / s. De to udtryk er ens. Engelsk ingeniørenheder til impuls er pund-sekund (lbf * s) og snegelfod per sekund (slug * ft / s).

Dette sætning svarer logisk til Newtons anden bevægelseslov

Dette sætning kan anvendes på en konstant masse eller på en skiftende masse. Det er især relevant for raketter, hvor massen af ​​raketten ændrer sig, når brændstof bruges til at producere trykket.

Produktet af gennemsnitlig kraft og det tidspunkt, hvor det udøves, er kraftimpuls. Det er lig med ændringen af ​​momentum for et objekt, der ikke ændrer masse.

Dette er et nyttigt koncept, når du studerer påvirkningskræfter. Hvis du øger den tid, hvor kraftskiftet sker, falder også slagkraften. Dette bruges i mekanisk design til sikkerhed, og det er også nyttigt i sportsapplikationer. Du ønsker at reducere slagkraften for en bil, der rammer rækværket, for eksempel ved at designe beskyttelsesrækværket til at kollapse samt designe dele af bilen til at krølles sammen ved stød. Dette forlænger slagets tid og derfor styrken.

Hvis du ønsker, at en kugle skal fremdrives yderligere, vil du forkorte stødtiden med en ketsjer eller flagermus og hæve slagkraften. I mellemtiden ved en bokser at læne sig væk fra et slag, så det tager længere tid at lande, hvilket reducerer påvirkningen.

Specifik impuls er et mål for raket- og jetmotorers effektivitet. Det er den samlede impuls, der produceres af en drivmiddel, når den forbruges. Hvis en raket har en højere specifik impuls, har den brug for mindre drivmiddel for at få højde, afstand og hastighed. Det er ækvivalent med trykket divideret med drivmængden. Hvis drivvægten bruges (i Newton eller pund), måles specifik impuls i sekunder. Sådan rapporteres ofte raketmotorydelsen af ​​producenterne.