Tagoror  

Encyclopedie




Impuls

In de natuurkunde is de impuls (in het Engels momentum) een grootheid gerelateerd aan de snelheid en de massa van een object. Binnen de klassieke mechanica is impuls p gedefinieerd als:

p = m v

ofwel, de impuls is het product van massa en snelheid. De impuls is een vector, dat wil zeggen dat het zowel een grootte als een richting heeft.

De SI eenheid van impuls is N.s, wat in fundamentele eenheden neerkomt op kg.m/s.

Table of contents
1 Impuls in de klassieke natuurkunde: wet van behoud van impuls
2 Impuls in de relativistische natuurkunde
3 Impuls in de kwantummechanica

Impuls in de klassieke natuurkunde: wet van behoud van impuls

De impuls is een belangrijke grootheid in de klassieke natuurkunde. Een van de behoudswetten betreft de impuls. Als er geen externe kracht werkt op een syteem, blijft de totale impuls behouden. Dit principe wordt toegepast op bijvoorbeeld botsingen van twee deeltjes (in de natuurkunde lessen vaak biljartballen).

Een externe kracht verandert echter wel de impuls van een object. De stoot I is de integraal van de kracht over de tijd.

I = ∫ F dt

wat door gebruikt te maken van de definitie van kracht, leidt tot:

I = ∫ (d p /d t) dt
I = ∫ d p
I = Δ p

Impuls in de relativistische natuurkunde

Het werd algemeen aangenomen dat de wetten van de natuurkunde invariant zouden zijn voor translatie. De definitie van impuls veranderde dan ook toen
Albert Einstein met zijn relativiteitstheorie op de proppen kwam. In zijn theorie formuleerde hij de impuls zodanig dat het invariant bleef voor relativistische transformaties. Zie natuurkundige behoudswetten. Hiervoor definiëren we de 4-impuls, een vector in vier dimensies:

[E/c p]

waar E de totale energie in het systeem is en de relativistische impuls p als volgt gedefinieerd is:

E = γ m c2
p = γm v

Hierbij is c de lichtsnelheid, en

Een alternatieve rekenmethode in de relativistische mechanica is om de regel p= m v te behouden, maar de massa te herdifiniëren tot m=γm0, waar m0 de rustmassa is.

De lengte van het 4-impuls blijft constant en ziet er als volgt uit:

p · p - E2

Massaloze deeltjes zoals fotonen hebben eveneens een impuls. Voor hun geldt:

p = E / c,

waarin E de energie van het foton is. Met deze definitie geldt voor zowel deeltjes met massa als deeltjes zonder massa dat |p|=Ev/c2, waar |p| de lengte van de vector p aangeeft. (massaloze deeltjes bewegen zich altijd met de lichtsnelheid).

Impuls in de kwantummechanica

De twee bovenstaande beschrijvingen waren redelijk gelijksoortig, in de kwantummechanica ziet de wereld er echter anders uit. Alle meetbare grootheden worden daar voorgesteld door operatoren. Zo ook de impuls. De operator voor de impuls is

Wanneer met deze operator gewerkt wordt in de kwantummechanica, zijn de uitkomsten van de berekeningen (wanneer toegepast op voor de andere methoden gebruikelijke schaal) overigens wel gelijk aan de bovenstaande formules.

Zie ook: impulsmoment


Let op! Het Engelse woord impulse heeft dezelfde betekenis als het Nederlandse stoot, niet als impuls. Het Engelse woord voor impuls is momentum, niet te verwarren met het Nederlandse woord moment, wat in het Engels torque heet (en daarmee lijkt op het Nederlandse woord torsie, wat synoniem is voor moment)



Tagoror Networks: Spain  |  Philippines  |  Mexico

Los documentos de esta enciclopedia on line se publican bajo la Licencia de Documentación Libre GNU

De tekst is beschikbaar onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen, er kunnen aanvullende voorwaarden van toepassing zijn.