Impuls is een grootheid in de natuurkunde die de effecten van een kracht op een lichaam over een bepaalde periode meet. Net als kracht is impuls een vectorgrootheid, die naast zijn waarde ook de richting vereist waarin hij werkt.
Omdat impuls het resultaat is van de vermenigvuldiging van een kracht en tijd, zijn de richting en richting van de impuls dezelfde als die van de kracht.
Formule voor de impuls van een constante kracht
Rekening houdend met de constante actiekracht, kan de impuls worden berekend door:
Waar hebben we in het internationale meetsysteem:
I is de impulsmodule, gemeten in N. S;
F is de kracht, gemeten in Newton; is het tijdsinterval, gemeten in seconden.
Impulsstelling
De impulsstelling wordt gebruikt om de impuls te bepalen van een lichaam of materieel punt dat onder de actie van meer dan één kracht staat. Omdat er situaties zijn waarin het berekenen van de resulterende kracht een moeilijke taak is, gebruiken we bij deze taak een andere grootheid: de hoeveelheid beweging.
Op deze manier is het mogelijk om de impuls te bepalen van de resulterende kracht die in een tijdsinterval werkt, zelfs zonder de resultante van de krachten te kennen, maar eerder de variatie in het momentum.
De hoeveelheid beweging is het product tussen de massa en de snelheid van het lichaam.
Waar,
Q is de intensiteit van het momentum,
m is de massa in kilogram,
v is de snelheid in meter per seconde.
De impulsstelling zegt dat de resulterende impuls gelijk is aan de variatie in het momentum van een lichaam in hetzelfde werkingsbereik van de kracht.
Gezien de constante massa in het tijdsinterval kunnen we m benadrukken.
Waar, is de snelheid op het laatste moment;
is de snelheid op het eerste moment.
Zie ook Hoeveelheid beweging.
Impulsberekening met behulp van de kracht x tijdgrafiek
Omdat de impuls het resultaat is van het product tussen de kracht en de tijd waarin deze werkt, is de intensiteit van de impuls numeriek gelijk aan de oppervlakte van de grafiek.
De oppervlakte van de rechthoek is het product van de basis (t2 - t1) en de kracht F.
Impulsoefeningen opgelost
Oefening 1
Een constante kracht met een intensiteit van 9 N werkt gedurende 5 s op een materieel punt. Bepaal de grootte van de verkregen impuls.
Antwoord: 45 N. S
De impuls is het product tussen de krachtmodulus en de activeringstijd.
Oefening 2
Een lichaam met een massa van 3 kg beweegt onder invloed van krachten in een constante richting en versnelt, waarbij de snelheid toeneemt van 2 naar 4 m/s. Bepaal de resulterende impuls tijdens het versnellingsproces.
Antwoord: 6 N.s
Omdat we de intensiteit van de resulterende kracht die de beweging bepaalt niet kennen, maar wel de massa en de variatie in snelheid, kunnen we de impuls bepalen met behulp van de Impulsstelling.
Oefening 3
De intensiteit van de resulterende kracht die op een lichaam met een massa van 5 kg inwerkt, varieert met de tijd, zoals weergegeven in de grafiek. Bepaal de intensiteit van de kracht F-impuls, in het interval van 0 tot 15 s.
Antwoord: 125 N. S.
De impulsmodulus is numeriek gelijk aan het gebied dat wordt bepaald tussen de grafieklijn en de tijdas.
De intensiteit van de kracht neemt toe van 0 tot 10 N, tussen 0 en 5 s. Het berekenen van de oppervlakte van de driehoek die we hebben:
Waar b de basis is, en h de hoogte.
Na 5 seconden blijft de kracht gedurende 10 seconden constant, waardoor een rechthoek ontstaat.
De totale oppervlakte is 25 + 100 = 125.
De impulsintensiteit bedraagt 125 N. S.
ASTH, Rafael. Impuls: hoe te berekenen, formules en oefeningen.Alle materie, [z.d.]. Beschikbaar in: https://www.todamateria.com.br/impulso/. Toegang op:
Zie ook
- Hoeveelheid beweging
- Werk in de natuurkunde
- Hydrostatisch
- Mechanische energie
- Zwaartekracht
- Wrijvingskracht
- Luchtdruk
- Mechanisch vermogen en prestaties
