De formule
Hoe je impuls berekent
Impuls is massa maal snelheid — een maat voor hoe moeilijk iets te stoppen is. Bij elke botsing blijft de totale impuls van het systeem behouden, wat deze grootheid tot een van de nuttigste in de natuurkunde maakt.
De kracht-uitkomst past de impulsstelling toe: de benodigde kracht is gelijk aan de verandering van impuls gedeeld door de tijd waarin dat gebeurt. Stoppen in kortere tijd vraagt evenredig meer kracht.
Waarom impuls belangrijk is
Die relatie vormt de hele basis van verkeersveiligheid. Een auto van 1.400 kg bij 50 km/u heeft een impuls van ongeveer 19.460 kg·m/s; kreukelzones en airbags rekken de stoptijd op van milliseconden naar tienden van seconden, waardoor de piekkracht met een factor tien afneemt.
Ook buiten verkeer speelt impuls overal waar botsingen of stoten voorkomen: bij raketvoortstuwing, balsporten en industriële persen bepaalt dezelfde grootheid hoe hard iets aankomt.
Rekenvoorbeeld
Bij een massa van 1.400 kg en een snelheid van 13,9 m/s is de impuls 1.400 × 13,9 = 19.460 kg·m/s. Moet dat voorwerp in 0,15 seconde tot stilstand komen, dan is de gemiddelde kracht 19.460 ÷ 0,15 ≈ 129.733,3333 N. De kinetische energie is 0,5 × 1.400 × 13,9² = 135.247 J.
De uitkomst interpreteren
Impuls is een vector, dus richting telt mee. Bij een frontale botsing hebben de impulsen tegengestelde tekens en heffen ze elkaar deels op — daarom heeft de rekenpartij bij botsingsvraagstukken een consistente tekenafspraak nodig.
Impuls is evenredig met snelheid, kinetische energie met snelheid in het kwadraat. Een verdubbeling van de snelheid verdubbelt de impuls maar verviervoudigt de energie, wat verklaart waarom remwegen zoveel sneller groeien dan de snelheid.
In een gesloten systeem zonder externe krachten wel — bij elke botsing, elastisch of niet. Kinetische energie blijft alleen behouden bij elastische botsingen; bij echte botsingen gaat een deel over in vervorming, warmte en geluid.