Impulssi

Impulssi (tunnus $𝐈$) on mekaniikassa suure, joka kuvaa voiman vaikutusta sen vaikutusajan yli. Jos vaikuttava voima $𝐅$ pysyy vakiona ajan $\mathrm{\Delta }t$ yli, impulssi saadaan voiman ja vaikutusajan tulona:

$𝐈=𝐅\mathrm{\Delta }t$.

Impulssin SI-yksikkö on sama kuin liikemäärän, eli Ns (newtonsekunti), mikä voidaan ilmaista myös muodossa kg·m/s (kilogramma metri per sekunti). Impulssi on vektorisuure eli sillä sekä suuruus että suunta, joka on sama kuin voiman suunta.

Newtonin toisen lain mukaan kappaleen liikemäärän muutosnopeus vastaa siihen kohdistuvaa kokonaisvoimaa:

$\frac{d𝐩}{dt}=𝐅$,

missä $𝐩$ on kappaleen liikemäärä ja $𝐅$ kappaleeseen kohdistuva voima. Olettaen että voima pysyy vakiona vaikutusajan $\mathrm{\Delta }t$ yli, liikemäärän kokonaismuutos $\mathrm{\Delta }𝐩$ on

$\mathrm{\Delta }𝐩=𝐅\mathrm{\Delta }t=𝐈$.

Kappaleen liikemäärän muutos vuorovaikutustapahtumassa vastaa siis siihen kohdistunutta (kokonais)impulssia.

Liikemäärän muutoksen ja impulssin vastaavuus pätee vaikka voima ei pysyisi vakiona. Tällöin impulssi määritellään voiman integraalina sen vaikutusajan yli,

$𝐈=\underset{0}{\overset{\mathrm{\Delta }t}{\int }}𝐅(t)dt,$

missä $𝐅(t)$ on voima ajan t funktiona.

Impulssi on hyödyllinen käsite esimerkiksi tarkasteltaessa törmäystapahtumia, jossa ei yleensä tunneta tarkkaan kappaleisiin vaikuttavia voimia. Newtonin kolmas laki eli voiman ja vastavoiman laki voidaan muotoilla koskemaan voimien sijasta impulsseja: törmäyksessä (tai muussa vuorovaikutustilanteessa) kappaleisiin kohdistuvat kokonaisimpulssit ovat yhtä suuret mutta vastakkaismerkkiset.

Saksankielinen termi Impuls tarkoittaa impulssin sijasta liikemäärää, ja tämän vuoksi termiä impulssi on myös suomessa aiemmin käytetty, ja käytetään toisinaan vieläkin nykystandardin vastaisesti liikemäärän merkityksessä.

Katso myös

• Voima
• Liikemäärä
• Integrointi
• Rekyyli