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Kraftstoß

Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 66 von 97.

Der Impuls $\relax J$ ist die resultierende Kraft multipliziert mit der Zeit, während der sie wirkt. Er entspricht der Änderung des Impulses:

$J = F\Delta t = \Delta p$

Seine Einheit ist N·s, dieselbe wie kg·m/s.

Dieselbe Impulsänderung kann durch eine große Kraft über eine kurze Zeit oder eine kleine Kraft über eine lange Zeit entstehen: Eine Crashmatte verlängert die Dauer des Abbremsens, sodass die Kraft kleiner ist.

Zwei Kraft-Zeit-Diagramme: ein hohes Rechteck mit 800 Newton über 0,1 Sekunden und ein niedriges, breites Rechteck mit 200 Newton über 0,4 Sekunden; beide schraffierten Flächen betragen 80 Newtonsekunden

Die Fläche unter jedem Diagramm ist der Kraftstoß: 800 · 0.1 = 200 · 0.4 = $80\ \mathrm{N\cdot s}$ .

Aufgabe

Eine Stuntfrau mit einer Masse von $60\ \mathrm{kg}$ fällt mit einer Geschwindigkeit von $8\ \mathrm{m/s}$ auf ein Luftkissen und kommt innerhalb von $0.4\ \mathrm{s}$ zum Stillstand. Wenn die Richtung nach oben als positiv gilt, bestimme die resultierende Kraft $\relax F$ , die auf sie wirkt, während sie zum Stillstand kommt.

Probier es selbst

Physics diagram: crate; arrows F = ?, v i = −8 m/s

$F$ isolieren

Teste dich selbst

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Alle Lektionen in Mechanik

2Vektoren und Newtonsche Gesetze

Rechtwinklige Dreiecke Was ist ein Vektor?Vektoren addieren Achsen und Richtungen Vektorkomponenten Kräfte in unserer Umgebung Reibung und Spannung Newtons erstes Gesetz Newtons zweites Gesetz Newtons drittes Gesetz Rückblick – resultierende Kraft

5Kinematik in einer Dimension

Position und Ortsänderung Geschwindigkeit Beschleunigung Bewegungsdiagramme Bewegungsgleichungen Wiederholung – bremsendes Auto

8Kinematik und Newton

Von Kräften zur Bewegung Von der Bewegung zu den Kräften Bewegung in zwei Phasen Wiederholung – Aufzug

11Federn

Hookesches Gesetz Federn in Reihe Federn parallel Wiederholung – Federwaage

14Impuls in 2D

Impuls als Vektor 2D-Kollisionen Explosionen Wiederholung – Billard

17Gravitation

Gesetz der Gravitation Schwerkraft und Höhe Satelliten Keplersche Gesetze Gravitationsenergie Fluchtgeschwindigkeit Satellitenenergie Rückblick – Mission in den Orbit

3Reibung

Was ist Reibung?Haftreibung Gleitreibung Reibung und Newtons Gesetze Wiederholung – Schiebekiste

6Senkrechte Bewegung

Freier Fall Senkrechter Wurf nach oben Flugzeit Wiederholung – fallengelassener Ball

9Projekt: Lieferdrohne

Missionsbesprechung Schub beim Start Aufstieg auf Flughöhe Reiseflug und Bremsen Paketabwurf

12Elastische Energie

Elastische potenzielle Energie Federwerfer Energie mit Federn Wiederholung – Federwerfer

15Kreisbewegung

Gleichförmige Kreisbewegung Zentripetalbeschleunigung Horizontale Kreisbewegungen Vertikale Kreisbewegungen Der Looping Wiederholung – Auto in einer Kurve

18Abschließende Herausforderungen

Wiederholung – Stunt-Rampe Wiederholung – Crashtest Wiederholung – Raumsonde