Wat is impuls?
Impuls (p) — niet te verwarren met "impuls" in dagelijkse taal — is een vectorgrootheid:
p = m · v
- p
- impuls, in kg·m/s
- m
- massa, in kg
- v
- snelheid, in m/s (met richting)
Behoud van impuls
In een gesloten systeem geldt: de som van alle impulsen voor een botsing is gelijk aan de som erna.
m₁ · v1,voor + m₂ · v2,voor = m₁ · v1,na + m₂ · v2,na
Het volgt direct uit Newtons derde wet: actie en reactie zijn even groot en tegengesteld, dus de totale verandering van impuls is nul.
Elastisch vs inelastisch
- Volledig elastische botsing — zowel impuls als kinetische energie blijven behouden. Voorbeeld: stootbal-spel, atomaire botsingen.
- Inelastische botsing — impuls blijft behouden, maar een deel van de kinetische energie wordt omgezet in warmte, geluid of vervorming.
- Volledig inelastische botsing — de voorwerpen kleven na de botsing aan elkaar en bewegen samen verder.
Voorbeelden
- Biljartstoot. Bij een centrale stoot tussen twee gelijke ballen waarvan één stilstaat, neemt de stilstaande bal alle snelheid over en blijft de eerste stilliggen.
- Auto-ongeluk. Een vrachtwagen die een stilstaande auto rampt: de impuls van de vrachtwagen wordt verdeeld over het samenkleefde geheel. Inelastisch.
- Geweerterugslag. De kogel krijgt naar voren een impuls; het geweer een tegenovergestelde impuls naar achter. Totaal: nul.
- Raketstart. Het gas krijgt impuls naar beneden; de raket een tegengestelde impuls naar boven. Zie ook hoe werkt een raket?
Kracht en impulsverandering
De tweede wet van Newton kan ook worden geschreven als F = Δp / Δt. Een kracht is dus eigenlijk een verandering van impuls per tijdseenheid. Een airbag verlengt de tijd Δt waarover je impuls naar nul gaat — de kracht F op je lichaam wordt zo veel kleiner, hoewel de impulsverandering hetzelfde blijft.