Impulserhaltung

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Impulserhaltung und Übertragung auf die Anwendung: Wie man das Auto von innen anschiebt. Die schwingende Masse bzw. der Fahrer erzeugt die hin- und hergehende Bewegung des Systems. Der Trick fürs Vorwärtskommen: Nutzen des vorwärts-gerichteten Impulses und „vernichten“ des rückwärts-gerichteten Impulses.

Impulserhaltung oder wie man das Auto von innen anschiebt. Man kann ein Auto nicht von innen anschieben, das behauptet zumindest Jobst Fiedler, ein Unternehmensberater. Von wegen!

Das Auto von innen anschieben geht rein physikalisch nicht, genauso wenig wie sich Herr Baron von Münchhausen am eigenen Schopf aus dem Sumpf ziehen konnte. Hier gelten natürlich die Gesetze der Physik und der Mechanik, genauer der Impulserhaltungssatz. Nimmt man jedoch noch die Dynamik zu Hilfe gelingt es eben doch sich selbst auf einer freischwingenden Schaukel anzuschucken oder eben auch das Auto von innen anzuschieben.

 

Wetten, es geht doch!

Mich erinnerte diese Aussage an eine Wette die ich vor einigen Jahren gesehen habe. In dieser Wette hat ein Team behauptet einen Bus von innen zu bewegen. Dazu hat sich die Mannschaft im Bus im Gleichschritt vor und zurück bewegt und dadurch den Bus tatsächlich über die Ziellinie bewegt und damit die Wette gewonnen.

Warum hat das nun in der Praxis funktioniert? Der Trick: Der rückwärtsgerichtete Impuls wird an die Umwelt übertragen, aus dem System Fahrzeug an die Umgebung abgeführt. Einer vom Team war doch draußen und hat immer einen Unterlegkeil unter das Rad geschoben, nach jeder Vorwärtsbewegung den Unterlegkeil nachgerückt. So konnte das Fahrzeug durch den Impuls der Mannschaft zwar vorwärts in Richtung Ziellinie aber nicht wieder zurückrollen. Den gleichen Effekt könnte man auch mit der Bremse erzielen. Die Bremse wird einfach nur während des Rückwärtsimpuls gedrückt und danach wieder geöffnet. Diese Funktion wird zudem auch durch ein Freilaufgetriebe erzielt, eine nur in einer Drehrichtung wirkende Kupplung.

 

Der Impulserhaltungssatz

Der Impulserhaltungssatz besagt (in einfachen Worten) solange ich keine Kraft nach außen ableiten kann, also die Energie nicht auf den Boden bekomme, solange komme ich nicht von der Stelle. Wenn ich z.B. durch mein schwingendes Körpergewicht einen Impuls erzeuge, muss dieser Impuls auch wieder ausgeglichen werden, ich muss auch wieder einen Gegenimpuls erzeugen (wenn ich nicht gegen die Windschutzscheibe knallen möchte). Und damit bewegt sich das Fahrzeug durch den erzeugten Impuls kurz aber es bewegt sich auch genauso schnell wieder zurück zur Ausgangslage. Beispiele sind Lenkrad vor- und zurück reißen oder in einem leichten Boot das frei im Wasser schwimmt auf- und abgehen.

 

Impulserhaltung zusammengefasst: Das Fahrzeug kann von innen angeschoben werden durch
  • den rückwärtsgerichteten Impuls durch Bremsen, Freilaufgetriebe oder einen Unterlegkeil an die äußere Umgebung ableiten
  • abspringen (Raketenantrieb),
    natürlich ist das nicht im Sinn des Erfinders, wenn man während der Fahrt die Insassen verliert, aber es funktioniert 😉
  • die Reibung, insbesondere den Unterschied zwischen Haftreibung und Gleitreibung oder zwischen Rollreibung und Gleitreibung

 

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Mit Hilfe der Impulserhaltung wurde gezeigt, dass die Aussage „Man kann ein Auto nicht von innen anschieben“ sehr kurz gesprungen ist.

 

 

 

Impulse und Anwendung in der Praxis

Wofür werden die Impulse nun in der Praxis eingesetzt?

Zunächst helfen die Erhaltungssätze zur Berechnung von Systemen, von Geschwindigkeiten in Strömungen oder bei der Ermittlung von Geschwindigkeiten bei Stößen. Dazu gibt es zahllose Beispiele.

Die Impulse werden auch als Antrieb verwendet. Klassisches Beispiel sind Raketenantriebe oder allgemeiner, Antriebe im Medium Luft oder im Medium Wasser. Hier werden durch Düsen oder Propeller Impulse übertragen und so Antriebe realisiert. Die sogenannten Strahlantriebe, berechnet mit Hilfe der Strahltheorie oder Impulse theory.

Zur Anregung von Strukturen werden Impulshämmer verwendet. Dabei werden die erzeugten Kräfte durch Sensoren gemessen.

Schlagimpulse werden bei Schlagbohrmaschinen und Verdichtern verwendet. Durch die hohen Kräfte entstehen oft Kontaktprobleme und Verschleiß. Unser Spezialgebiet.

Impulse wie oben dargestellt werden auch bei Schwingförderern, Wendelförderern eingesetzt (auch Vibrationswendelförderer oder Schwingförderer). Diese Antriebskonzept werden einsetzt, um überlagerte Bewegungen oder Transportbewegungen z.B. bei Verarbeitungsmaschinen zu erzeugen. So werden Bewegungen erzeugt oder die Reibung minimiert.

 

 

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