Impulsquelle

Aus SystemPhysik
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Impuls kann leitungsartig über die Oberfläche treten, quellenartig im Innern des Systems auftauchen oder versickern sowie konvektiv zusammen mit bewegter Materie ausgetauscht werden. Beim leitungsartigen Transport heisst die Impulsstromstärke bezüglich des Körpers Oberflächenkraft. Der quellenartige Impulsaustausch wird durch das Gravitations- oder elektromagnetische Feld vermittelt. Die zugehörigen Quellenstärke nennt man Feld- oder Volumenkraft. Konvektive Impulsströme treten nur bei offenen Systemen (Rakete, Rohrströmung, Turbinen, etc.) auf. Die Stärke des konvektiven Impusstromes heisst einfach nur Impulsstromstärke.

Die Stärke einer Impulsquelle (Grösse der Feld- oder Volumenkraft) ergibt sich aus einer ladungsartigen Körpereigenschaft (schwere Masse oder elektrische Ladung) und der Stärke des zugehörigen Feldes (Gravitations-, elektrische oder magnetische Feldstärke)

Gravitation: [math]\vec F_G = m_s \vec g[/math]

ms heisst schwere Masse und g ist die Gravitationsfeldstärke. Weil die schwere Masse unter keinen Umständen von der trägen Masse (Impulskapazität) zu trennen ist, lässt man den Index s in der Regel weg. Die Gravitationsfeldstärke wird in N/kg gemessen. Schwere Masse und Gravitationsfeldstärke legen gemeinsam fest, wie stark die Impulsquelle bezüglich des fraglichen Körpers ist. Weil die Beschleunigung eines frei fallenden Körpers gleich der dort wirkenden Gravitationsfeldstärke ist, heisst die Feldstärke oft auch Fallbeschleungiung (gemessen in m/s2).

Elektrostatik: [math]\vec F_E = Q \vec E[/math]

Die elektrische Ladung Q bildet zusammen mit der elektrischen Feldstärke E eine Impulsquelle bezüglich des geladenen Körpers. Die eletkrische Feldstärke wird in N/C gemessen.

Magnetismus: [math]\vec F_B = Q (\vec v \times \vec B)[/math]

Auf einen geladenen Körper wirkt nur dann eine magnetische Kraft ein, wenn sich dieser relativ zum Magnetfeld bewegt. Die magnetische Feldstärke wird in Tesla (T) gemessen (1 T = 1 Ns/m).

Elektrische und magnetische Kraft können zur Lorentzkraft zusammengefasst werden

Lorentzkraft: [math]\vec F_L = Q (\vec E + \vec v \times \vec B)[/math]