Was ist der Unterschied zwischen kinetischer Energie und Impuls?

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6 Antworten

Dasselbe - bzw. Aspekte derselben physikalischen Größe - sind sie nur in der Relativitätstheorie. Dort ist die Energie der zeitliche Anteil, der Impuls die räumlichen Anteile des "Viererimpulses" (Zusammenfassung von Energie und Impuls zu einer sich relativistisch transformierenden Größe): https://de.wikipedia.org/wiki/Viererimpuls

In nichtrelativistischer Näherung - also für den üblichen Schulstoff - kommen die üblichen Formeln und Einheiten heraus; hierher kommt auch der Faktor 1/2 bei der Formel für die kinetischen Energie: E_kin = 1/2 m v²

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Beides sind Zustandsgrößen, beides hat etwas mit Kraft zu tun. Der Unterschied ist der, dass Impuls die Einwirkung einer Kraft F über eine gewisse Zeit, d.h.

p = ∫_{t0}^{t1} dt F,

und kinetische Energie die Einwirkung von F entlang eines gewissen Weges, d.h.

E_{kin} = ∫_{x0}^{x1} dxF

ist.
Der Impuls ist eine Erhaltungsgröße. Die Energie ist es auch, nicht aber die kinetische Energie.

In der Relativitätstheorie ist die Energie - kinetische, potentielle und Ruheenergie - geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit die Zeitkomponente des Viererimpulses.

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Der Impuls beschreibt den Bewegungszustand eines Körpers und hat zunächst einmal nicht direkt etwas mit der kinetischen Energie zu tun. Am einfachsten sieht man das daran, dass zwei Körper mit gleichem Impuls unterschiedliche kinetische Energien haben können, Beispiel

1) 1kg, 2m/s => p = 2kg * m/s und E = 2 Joule

2) 2kg, 1m/s => p = 2kg * m/s aber E = 1 Joule

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Kommentar von BOZZJANEK
20.05.2016, 21:04

aber wo liegt dann der unterschied in der praxis

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Nein, die kinetische Energie ist 1/2 mv^2 bzw die Beziehung zwischen kinetischer Energie und impuls ist E=p/(2m).

Eine Herleitung, wenn du es nicht verstanden hast, findest du auch unter

https://de.wikipedia.org/wiki/Kinetische\_Energie

Wichtig ist, kinetische Energie bringst du immer durch Beschleunigung auf. Energie ist Kraft * Weg!!!  Es gibt auch eine direkte Beziehung zum Impuls, aber der Impuls ist keine Energie sondern spielt wo anders eine Rolle!!!

Zudem ist der Impuls wie die Geschwindigkeit gerichtet.

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Kommentar von Epicmetalfan
20.05.2016, 18:48

der Impuls ist m*v, also kann die energie nicht p/2m sein.

E= 0,5 * m * v² = 0,5 * p * v

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Ein Unterschied wäre, dass ein Impuls ein Vektor und die Energie ein skalar darstellt. Es sind quasi 2 verschiedene Sachen, die du aber miteinander kombinieren kannst.

Anschaulich ist die Energie ja die Speichereinheit der Arbeit, der Impuls eine Wucht.

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Kommentar von BOZZJANEK
20.05.2016, 21:05

ist eine wucht nicht auch eine speichereinheit. ich meine in objekten mit einem impuls > 0 ist doch immer energie "enthalten"

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Kommentar von xy121
20.05.2016, 22:06

im Prinzip auch, da Geschwindigkeit enthalten ist und diese nur vorhanden sein kann wenn dem System Energie hinzugefügt wurde. Wie gesagt, Impuls+Energie hängen eng zusammen, sind aber nicht das gleiche. Das eine ist ein Skalar, das andere ein Vektor.

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Nein, ist nicht gleich!!!

Schau dir die Formeln an, dann ist es klar.


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