Ich habe Physik in der Schule gehasst und ich bin immer noch kein Freund von ihr, weil sie im Detail oft anders funktioniert, als der gesunde Menschenverstand es kapiert zu haben meint. Das Ganze ist etwas knifflig zu erklären, wenn man keine Bilder einfügen kann. Ich versuch's trotzdem, aber Du wirst mich hassen, denn wir kommen nun nicht umhin, dem Schwerpunkt den Stellenwert einzuräumen, den er nun mal hat.
Impuls ist nicht gleich kinetische Energie. Der
Impuls ist der Bumms, den ein bewegtes Objekt hat, in dem Sinne, mit welcher Kraft es ein anderes Objekt anschubsen respektive beschleunigen kann. Der Impuls ist Masse * Geschwindigkeit. Kinetische Energie ist die Energie, in unserem Zusammenhang eventuell beschreibbar als Zerstörungskapazität, die ein bewegtes Objekt besitzt. E
kin = 0,5 * Masse * (Geschwindigkeit hoch zwei) Das sind, auch wenn es intuitiv irgendwie dasselbe zu sein scheint, zwei unterschiedliche Dinge. Ein Beispiel: Ein schwerer Mann kann einen leichten Mann einfach umrennen. Er schiebt ihn einfach weg, selbst wenn er sich nur langsam bewegt. Der leichte Mann erleidet dabei keinen Schaden. Wegen der Produktgleichheit (m*v)wird das leichtere Objekt stärker beschleunigt als das schwere verlangsamt. Der Impuls kann vollständig übertragen werden oder nur teilweise. Er kann sogar "doppelt" übertragen werden, wenn das auftreffende Objekt zurückprallt. Den Impuls nutzt man beim Billard, beim Boccia, beim Fußball, aber auch beim Einschlagen von Nägeln mit einem Hammer. Ich will den Nagel beschleunigen, nicht vernichten, weshalb die kinetische Energie, die im Hammer steckt, mich in diesem Falle gar nicht interessiert. Der Hammer muss nicht schnell sein, sondern möglichst schwer. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von Gummigeschossen etwa bei der Polizei. Sie sollen das Ziel nicht beschädigen und durchschlagen, sondern es umwerfen. Das Geschoss wird vom Ziel vollständig gestoppt, es überträgt seinen gesamten Impuls. Dieser wirkt in die entgegengesetzte Richtung beim Ziel und wirft es zurück. Zusätzlich prallt aber das Geschoss wegen seiner Elastizität zurück, es erhält also vom Ziel einen weiteren Impuls. Dieser wirkt auf ds Ziel ebenfalls nach hinten, das Ziel wird also quasi doppelt zurückgeworfen. Was im Übrigen nebenbei den Sinn von Gummihämmern erklärt. Im Kampf interessiert mich der Impuls einer Waffe eigentlich gar nicht. Sie soll den Gegner nicht zurückwerfen, sie soll in ihn eindringen und ihn beschädigen. Oder ihm zumindest die Knochen brechen. Deshalb ist eine Waffe, im Gegensatz zu eine Werkzeug, auf die Übetragung von E
kin optimiert, nicht auf den Impuls. Die
Kraft ist etwas, was die Physik zwar berechnen und verwenden, aber nicht genau erklären kann. In unserem Zusammenhang ist eine Kraft eine mechanische Einwirkung auf ein Objekt, welche es beschleunigt. Je mehr Kraft ich aufwende oder je länger ich sie auf ein Objekt einwirken lasse, um so schneller wird dieses Objekt. Ich kann mithilfe von Kraft also sowol eine kinetische Energie wie auch einen Impuls in ein Objekt hineinbringen, eine Kraft selbst
ist aber weder eine Energie noch ein Impuls. Für uns ist die Kraft relevant, die unsere Muskeln auf die Waffe ausüben und mit der sie sie in Bewegung versetzen, die Kraft, die die Waffe beim Aufschlag auf das Ziel ausübt und die Gegenkraft, die das Ziel auf die Waffe ausübt. Eine Kraft, die ein Objekt plötzlich trifft, nennt man einen Kraftstoß. Die
Kinetische Energie oder Bewegungsenergie ist keine Kraft. Ein sich bewegendes Objekt, egal wie schwer und schnell es ist, hat keinerlei Wirkung nach außen. Erst, wenn es etwas trifft, wird die darin befindliche kinetische Energie erkennbar. E
kin kann mehr als der Impuls. Während dieser ein Objekt an sich nur beschleunigen kann (für durch diese Beschleunigung eventuell hervorgerufene Sekundärfolgen ist nicht der Impuls selbst verantwortlich), kann die kinetische Energie in alle möglichen anderen Energieformen umgewandelt werden. Impuls bleibt immer Impuls, Energie dagegen kann in andere Energieformen umgewandelt werden. Zum Beispiel in Verformungsenergie oder Spannenergie, was für die mechanischen Schäden einer Waffe wichtig ist. (Knochen werden verformt und gebrochen, Gewebe wird gedehnt und reißt...) Ein Schwert kann so lange im Körper des Feindes Schaden verursachen, bis seine Energie aufgebraucht ist. Nun gilt aber in der Physik, dass jede Kraft, jede Aktion, eine Gegenkraft, eine Reaktion hat oder auslöst. Der Impuls löst einen Gegenimpuls aus, der etwa oben den Gummihammer zurückprallen lässt. Die Kraft eines Einschlags löst eine Gegenkraft aus, die man spürt, wenn sie einem den Arm prellt. Nun macht diese Gegenkraft, die beim Einschlag eines Schwertes ausgelöst wird, folgendes: Sie versucht, das Schwert in die Gegenrichtung zu beschleunigen, es "abprallen" zu lassen. Nun kommt der viel geschmähte
Schwerpunkt ins Spiel: Ich habe in einem der letzten Beiträge einmal angemerkt, dass ein Objekt, das an einem Punkt einen Kraftstoß erfährt, um den Schwerpunkt zu rotieren beginnt. Dabei gelten die bekannten Hebelgesetze, je weiter weg vom Schwerpunkt der Kraftstoß erfolgt, um so stärker die Beschleunigung, die zur Rotation führt. Je näher am Schwerpunkt, umso schwerer hat es der Kraftstoß, das Objekt in Drehung zu versetzen und umso leichter hat es die haltende Hand, dagegenzuhalten und diese Drehung zu verhindern. Trifft exakt der Schwerpunkt, so wird gar keine Rotation ausgelöst, das Objekt wird komplett in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt (oder, reicht die Kraft nicht aus, entsprechend gebremst) Wie man sieht, sind wir gerade nicht bei der kinetischen Energie, sondern beim Impuls / Gegenimpuls. Ein Hammer hat seinen Schwerpunkt sehr weit vorne, damit der Gegenimpuls keinen Hebelvorteil hat. Hielte ich den Hammer andersherum, hätte er zwar seine normale Masse, der Gegenimpuls aber hätte wegen des weit hinten liegenden Schwerpunktes einen massiven Hebelvorteil gegenüber meiner Hand.
