Level 3
Level 3 setzt die Grundlagen der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten.
Formel: 2. Newton-Axiom Kraft Impuls
$$\boldsymbol{F} ~=~ \frac{\text{d}\boldsymbol{p}}{\text{d}t}$$ $$\boldsymbol{F} ~=~ \frac{\text{d}\boldsymbol{p}}{\text{d}t}$$
Kraft
\( F \) Einheit \( \text{N} \) Die Kraft ist die zeitliche Änderung des Impulses.
Impuls
\( \boldsymbol{p} \) Einheit \( \frac{\text{kg} \, \text m}{\text{s}^2} \) Der mechanische Impuls ist das Produkt aus der Masse \( m \) und der Geschwindigkeit \(\boldsymbol{v}\) des betrachteten Körpers. Der Impuls wird nach der Zeit \(t\) abgeleitet. In den meisten Fällen nimmt man an, dass die Masse konstant ist, weshalb die Impulsableitung zu \( m\frac{\text{d}\boldsymbol{v}}{\text{d}t} \) wird.
Zeit
\( t \) Einheit \( \text{s} \) Der Impuls wird nach der Zeit abgeleitet. Bei einer linearen zeitlichen Änderung des Impulses kann die Zeitableitung zu einem Intervallquotienten vereinfacht werden:\[ \frac{\Delta\boldsymbol{p}}{\Delta t} \]