Impuls Rechner
Gib eine Kraft und die Zeit ein, in der sie wirkt, und erhalte den Impuls — die eine Zahl, die dir sagt, wie stark sich der Bewegungsimpuls eines Körpers ändert.
Zwei Werte, eine Antwort
Gib die Kraft in Newton und das Zeitintervall in Sekunden ein und der Rechner liefert den Impuls mit der Formel J = F × Δt.
Es ist eine Bewegungsänderung
Der Impuls entspricht der Impulsänderung. Eine größere Kraft oder eine längere Kontaktzeit liefern beide mehr Impuls.
Was ist der Impuls?
Kraft über die Zeit, gleich der Impulsänderung
Der Impuls ist das, was entsteht, wenn eine Kraft eine Zeit lang auf einen Körper wirkt. Geschrieben J = F × Δt, ist er einfach die Kraft in Newton multipliziert mit dem Zeitintervall in Sekunden, und die Antwort kommt in Newtonsekunden (N·s) heraus. Der zentrale Punkt ist, dass der Impuls der Impulsänderung (Δp) entspricht — deshalb ist eine Newtonsekunde dasselbe wie ein Kilogramm·Meter pro Sekunde. Eine größere Kraft oder eine längere Kontaktzeit erhöhen beide den Impuls, denn der Wert wächst mit jedem von beiden. Diese eine Idee erklärt, warum ein kurzer, harter Schlag und ein langsamer, sanfter Schub dieselbe Bewegungsänderung bewirken können.
Gib die Kraft in Newton und das Zeitintervall in Sekunden ein, um den Impuls sofort zu erhalten.
Eine kurze Formel, gebildet aus der Kraft F und dem Zeitintervall Δt.
J = F × ΔtMultipliziere die Kraft in Newton mit dem Zeitintervall in Sekunden, und die Antwort kommt in Newtonsekunden heraus. Aufpassen musst du nur bei den Einheiten: Halte die Kraft in Newton und die Zeit in einfachen Sekunden, und denke daran, dass dieselbe N·s-Zahl auch die Impulsänderung in kg·m/s ist.
Angenommen, eine konstante Kraft von 50 N schiebt einen Wagen 4 Sekunden lang.
Eingaben notieren
Kraft F = 50 N und Zeitintervall Δt = 4 s — beide schon in Basiseinheiten.
Multiplizieren
50 × 4 = 200 — Kraft mal der Zeit, in der sie wirkt.
Ablesen
J = 200 N·s — der Bewegungsimpuls des Wagens ändert sich um 200 kg·m/s in Richtung der Kraft.
Der Impuls ist eine Bewegungsänderung, keine Kraft für sich, und das Erste, was du daraus liest, ist, dass die Zahl genau der Impulsänderung (Δp) entspricht, die der Körper erfährt — 200 N·s bedeuten 200 kg·m/s zusätzlichen Bewegungsimpuls in der Richtung, in die die Kraft zeigt. Weil der Wert ein reines Produkt ist, bewegt er sich im Gleichschritt mit den beiden Eingaben: Verdopple die Kraft oder die Kontaktzeit und du verdoppelst den Impuls. Diese Symmetrie ist die praktische Einsicht hinter der Sicherheitstechnik. Bei einem Aufprall ist die Impulsänderung fest, also ist auch der Impuls fest; die einzige Freiheit, die du hast, ist, diesen Impuls über mehr Zeit zu strecken, was die Spitzenkraft senkt — bei gleichem Ergebnis. Knautschzonen, Airbags und das Beugen der Knie bei der Landung dehnen alle Δt und senken so die Kraft, die der Körper spürt. Umgekehrt erklärt dieselbe Logik einen harten, schnellen Schlag: Eine große Kraft über eine winzige Zeit liefert immer noch einen großen Impuls. Das Ergebnis zu lesen heißt also eigentlich zu entscheiden, ob die Bewegungsänderung aus einem großen Schub, einer langen Kontaktzeit oder einer Mischung aus beidem kommen soll.
Die Formel J = F × Δt ist für eine konstante Kraft exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Konstante Kraft, Basiseinheiten, eine Richtung
Dieser Rechner nimmt eine einzelne konstante Kraft an, die entlang einer Richtung wirkt. Halte die Kraft in Newton und die Zeit in Sekunden. Echte Stöße üben selten eine gleichmäßige Kraft aus — die Kraft steigt und fällt während des Kontakts — daher ist der physikalische Impuls in diesen Fällen die Fläche unter der Kraft-Zeit-Kurve, und der Wert hier steht für die äquivalente konstante Kraft über das Intervall. Impuls und Kraft sind zudem gerichtet: Wirken Kräfte entlang verschiedener Linien, musst du sie als Vektoren zusammenfassen, bevor du die Formel anwendest.