Impuls (Physik)

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Der Impuls (von lat. impellere‚ „einschlagen, antreiben, veranlassen“; eng. linear momentum, translational momentum, oder einfach nur momentum) LaTeX: \vec p ist eine vektorielle physikalische Größe, die den Bewegungszustand eines physikalischen Objekts mathematisch durch das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit charakterisiert und deshalb früher auch Bewegungsgröße genannt wurde. Umgangssprachlich wird er auch etwas ungenau als Wucht bezeichnet. Seine Einheit wird im Internationalen Einheitensystem (SI) in kg·m·s−1 = N·s angegeben.

LaTeX: \vec p = m \cdot \vec v

In einem fest gewählten Inertialsystem ist der Impuls eine Erhaltungsgröße, d.h., dass ein Objekt, auf das von außerhalb des Systems keine Kräfte einwirken, behält unabhängig von etwaigen inneren Vorgängen seinen Gesamtimpuls nach Betrag und Richtung bei. Der Impulserhaltungssatz folgt nach dem 1918 von Emmy Noether formulierten Noether-Theorem aus der Homogenität des Raumes.

Der Begriff wurde zuerst von Isaac Newton in seiner Philosophiae Naturalis Principia Mathematica eingeführt:

„Quantitas motus est mensura ejusdem orta ex velocitate et quantitate materiae conjunctim.“

„Die Größe der Bewegung wird durch die Geschwindigkeit und die Größe der Materie vereint gemessen.“[1]

Generalisierter Impuls

Der generalisierte Impuls (auch verallgemeinerter, kanonischer, kanonisch konjugierter, oder konjugierter Impuls) wird in der Hamiltonschen Mechanik und in der Lagrange-Mechanik als partielle Ableitung der Lagrange-Funktion LaTeX: L nach der Geschwindigkeit definiert:

LaTeX: p_{j} = {\frac{{\partial L}}{{\partial \dot q_j }}} \, , \ j = 1 .... n

In der Quantenmechanik tritt an dessen Stelle der Impulsoperator LaTeX: \hat p:

LaTeX: p_j\rightarrow \hat p_j = -\hbar i \frac{\partial}{\partial x_j}

Zum relativistischer Impuls siehe auch

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Digitalisat der Ausgabe der Principia Mathematica von 1726. Abgerufen am 15. April 2018.