4.1 Liikemäärä ja impulssi

Mekaniikan 2. peruslain mukaan

Koska kiihtyvyys on nopeuden muutos jaettuna ajalla, on

Kertomalla tämä yhtälö puolittain ajalla saamme

Kun määrittelemme suureen liikemäärä massan ja nopeuden tuloksi
ja voiman ja sen vaikutusajan tulon impulssiksi I saamme

eli impulssi on liikemäärän muutos.

Esim. Jalkapalloilija potkaisee paikallaan olevan pallon nopeuteen 32 m/s. Pallon ja jalan kosketus kestää 16 ms. Kuinka suurella voimalla jalka vaikuttaa palloon ? Pallon massa on 430 g.

Esim. Squashpallo lähestyy seinää nopeudella 30 m/s ja kimpoaa seinästä takaisin nopudella -8 m/s. Pallo osui seinään 10 ms ajan. Kuinka suurella voimalla pallo vaikutti seinään ? Pallon massa on 20 g.

Jos pallon alkunopeuden suunta valitaan positiiviseksi, on palloon vaikuttava voima



Huomaa, että Dv tarkoittaa "loppunopeus - alkunopeus ", joten tulos on negatiivinen. Tämä on luonnollista, koska lasku antaa palloon vaikuttavan voiman ja se on alkunopeuden kanssa vastakkaissuuntainen. Seinään kohdistuva voima on positiivinen 76 N .

---

Siis impulssi I = F^.t, kun vakiovoima F vaikuttaa kappaleeseen ajan t. Havainnollistamme tätä seuraavassa sovelmassa, jossa F = 4 N ja voiman vaikutusaika aluksi 5 s. Mikä geometrinen suure kuvaa impulssia ( t, F)-koordinaatistossa ?

Näet, että pinta-ala kuvaa impulssia. Tämä on voimassa myös voimalle, joka muuttuu ajan kuluessa.

Voit muuttaa voiman vaikutusaikaa ja todeta, miten impulssi muuttuu vetämällä liukunauhoista tai kirjoittamalla tekstikenttään aikavälin alku- ja loppuajan.Tekstikentän arvot tulevat voimaan enterin painalluksella.