Kraft als Impulsänderung
Wie hänge Impuls und Kraft zusammen?
Grundlagen:
Das zweite Newtonsche Axion (F=m*a) besagt, dass jede Kraft eine Beschleunigung
bewirkt, sofern ihr keine gleiche Gegenkraft entgegenwirkt, so dass es zu einem
Kräftegleichgewicht kommt.
In einer neuen Formulierung definiert man eine Kraft als Impulsänderung:
oder einfacher:
Einfache Beispiele: Beschleunigung und
Richtungsänderung
1) Wird ein Körper schneller, ändert sich seine Geschwindigkeit. Es
gilt:
und somit
was gerade dem Newtonschen Axion F=ma entspricht.
2) Richtungsänderung
Ändert ein Körper seine Richtung, so ändert sich auch sein Impuls.
Durch Subtraktion der beiden Impulspfeile lässt sich leicht der Vektor
der Impulsänderung konstruieren.
|
|
Komplexes Beispiel: Beschleunigung eines Satelliten
durch einen Planeten
Passiert ein Satellit einen Planeten, so wird er durch ihn mitgerissen.
Dadurch kommt es zu einer Beschleunigung.
Betrachtet man die Bahnkurfe, so nähert sie sich weit vor und nach dem
passieren des Planeten zwei gekreuzten Geraden an. Zwischen diesen
Geraden und dem Impulsvektor des Planeten bilden sich zwei Winkel.
Es gilt:
oder Δp = p1cos(α) +
p2cos(β)
= p1(cosα +
Für einen 8t schweren Satteliten der Geschwindigkeit 6000km/s ergibt
sich bei den Winkeln α=45° und β = 10° ein Δp = 2,256
E11 kg m/s. Dabei kommt es zu einer Geschwindigkeitsänderung der Erde
von 3,7 E -11 m/s
|
|
zurück
home
inhalt