Impuls

Impuls (zu lateinisch pellere: stoßend in Bewegung setzen), physikalische Größe, die die Bewegung eines Körpers kennzeichnet (siehe Mechanik). Der Impuls eines Körpers ist definiert als das Produkt aus seiner Masse und seiner Geschwindigkeit. Damit ist er ein Vektor, d. h. er hat sowohl eine Größe als auch eine Richtung. Der gesamte Impuls eines Systems aus mehreren Körpern ist gleich der vektoriellen Summe aller einzelnen Impulse der Körper. In einem isolierten System bleibt der gesamte Impuls stets konstant. Dieses Prinzip der Impulserhaltung ist einer der wichtigen Erhaltungssätze. Wenn beispielsweise ein Tennisspieler mit seinem Schläger den Ball trifft, dann ist der Impuls des Schlägers unmittelbar vor dem Schlag plus dem Impuls des Balles im selben Moment gleich dem Impuls des Schlägers plus dem Impuls des nun wegfliegenden Balles unmittelbar nach dem Schlag. Ein anderes Beispiel: Ein Schwimmer steht auf einem Floß, das auf der Wasseroberfläche ruht. Beide haben dabei den Impuls null, weil die Geschwindigkeiten null sind; also ist der Gesamtimpuls null. Beim Sprung gibt sich der Schwimmer einen Impuls in Vorwärtsrichtung, und das Floß bewegt sich gleichzeitig rückwärts, wobei sein Impuls ebenso groß ist wie der des Schwimmers, aber die Gegenrichtung hat. Die Vektorsumme der Impulse von Schwimmer und Floß bleibt stets null.

Nach dem zweiten Newton’schen Axiom ist die auf einen Körper einwirkende Kraft gleich der Änderungsgeschwindigkeit seines Impulses. Anders ausgedrückt: Das Produkt aus der Kraft und der Zeit, während diese wirkt, ist gleich der Impulsänderung des Körpers.

Die Erhaltung des Impulses spielt in der gesamten Physik eine große Rolle. Sie gilt auch in den Bereichen, in denen die Gesetze der klassischen Physik nicht gelten, vor allem auch in der Quantentheorie und Quantenmechanik, die u. a. das Verhalten von Atomen und Atomkern beschreibt, sowie in der Relativitätstheorie. Diese ist anzuwenden, wenn sich Körper mit Geschwindigkeiten bewegen, die die Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit erreichen.

In der Nachrichtentechnik versteht man unter einem elektrischen Impuls einen Strom- oder Spannungsstoß, der eine genau definierte Breite besitzt. Allgemein unterscheidet man hier nach der Form in rechteckige, trapezförmige, sinus- und sägezahnförmige Impulse. Die Form – also der zeitliche Verlauf eines Impulses – lässt sich mit Hilfe eines Oszilloskopen sichtbar machen.