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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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 joe1 Verfasst am: 01. Dez 2015 07:10 Titel: Impuls: Elastischer und Inelastischer Stoß |
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Hallo,
ich hab ein paar theoretische Fragen:
1. Wenn eine Masse1 auf eine andere Masse2 mit Feder geschossenen wird, dann bleibt Masse1 in Masse2 stecken und die Feder wird um x gestaucht. Darf ich hier Energieerhaltung verwenden, um mir die Geschwindigkeit vor dem Aufprall bzw. nach dem Aufprall ausrechnen, obwohl ich eine veränderte Masse habe?
1.1 das ist ein inelastischer Stoß oder?
2. Ich habe zwei Pendel. Pendel1 ist schwerer wie Pendel2. 1 hängt niedriger wie 2 und stößt auf 2. Max. Auslenkwinkel der Pendel sind zu berechnen. Da 1 schwerer wie 2 mussten beide Pendel mach rechts ausgelenkt werden oder?
2.1 wie sieht es hier aus? Darf ich Energieerhaltumg verwenden? Aber mir ist ned ganz klar welche Energien ich habe. Also gibt es da auch Wärmeenergie?
2.2 Dieser Stoß ist elastisch?
3. wie sieht das allgemein mit Energieerhaltung aus bei solchen Stößen. Ist sie immer anwendbar?
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5789
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 01. Dez 2015 11:12 Titel: |
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Hallo!
Bei so allgemeinen und grundlegenden Fragen solltest Du Dir zuerst einmal irgendwo durchlesen, z. B. in Eurem Schulbuch oder vielleicht auch bei Wikipdia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9F_(Physik)
Dabei solltest Du Dir die Frage stellen:
Was zeichnet einen elastischen Stoß aus, was einen inelastischen? Was folgt jeweils daraus für die Berechnung?
Gruß
Marco
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 09:36 Titel: |
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Kann mir wer helfen bitte? Stimmen meine Formeln?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 10:07 Titel: |
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| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | ... Stimmen meine Formeln? |
Nein. Jedenfalls nicht die für die Energieerhaltung. Vor und nach einem unelastischen Stoß sind die Bewegungsenergien nicht dieselben. Und schon gar nicht ist die Summe aus kinetischer Energie und Federspannenergie irgendeiner anderen Energie gleich.
Bei maximal gestauchter Feder hat die Masse (m+M) eine bestimmte Energie. Wo kommt die her?
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 10:16 Titel: |
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Danke!
Also bei einem unealastischen Stoß gibt es vorher eine Bewegungsenergie und nachher eine Bewegungsenergie und eine Wärmeenergie durch Deformation oder was auch immer.
Wenn die Feder maximal gestaucht ist, dann hat die Masse (m+M) keine potentielle und keine kinetische Energie, denn 1. steht die Masse still und 2. ist sie auf höhe=0m.
Aber die Feder hat eine Energie Dx^2/2 und x für die maximale Stauchung.
Richtig?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 10:30 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn die Feder maximal gestaucht ist, dann hat die Masse (m+M) keine potentielle und keine kinetische Energie, ... |
Du kannst es so ausdrücken, solltest Dir aber im Klaren darüber sein, dass die Federspannenergie eine potentielle Energie ist.
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 10:56 Titel: |
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Ich fasse zusammen:
- Die Masse m hat vor dem Stoß eine kinetische Energie 
- Die Masse M und die Feder haben beide keien Energie vor dem Stoß, da sie in Ruhelage sind.
- Die Masse (M+m) hat nach dem Stoß eine kinetische Energie v_1^2}{2}) und die Feder hat nach dem Stoß eine Federenergie  , da sie ja immer um x eingedrückt wird.
Nun habe ich 3 Energie, aber ich habe keine Ahnung, was ich da jetzt gleichsetzen soll, da mein Ansatz ja falsch war bin ich verwirrt.
Kannst du mir einen Tipp geben bitte?
Zuletzt bearbeitet von joe1 am 02. Dez 2015 11:05, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 11:04 Titel: |
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| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Die Masse (M+m) hat nach dem Stoß eine kinetische Energie \frac{(m+M)v_1^2}{2} und die Feder hat nach dem Stoß eine Federenergie \frac{Dx^2}{2}, ... |
Nein, unmittelbar nach dem Stoß ist die Federenergie Null. Die einzige Energieform, die unmittelbar nach dem Stoß vorhanden ist kinetische Energie, und zwar die von (m+M). Die wird dann in Federspannenergie umgewandelt.
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 11:11 Titel: |
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Ok, danke.
Ich tue mir aber trotzdem schwer eine Energiebilanz aufzustellen.
Die kinetische Energie vor dem Stoß ist sicher nicht gleich der kinetischen Energie nach dem Stoß.
Die kinetische Energie vor dem Stoß ist gleich der kinetischen Energie nach dem Stoß + Wärmeenergie o. Ä.
Aber was ist hier Wärmeenergie, oder Deformationsenergie? Wärmeenergie kann man sich mittels Reibungskoeffizienten ausrechnen, wenn irgendetwas reibt, aber das ist hier ja nicht wirklich der Fall, ich stehe hier leider an :/.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 11:22 Titel: |
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| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Die kinetische Energie vor dem Stoß ist sicher nicht gleich der kinetischen Energie nach dem Stoß. |
Aber die kinetische Energie unmittelbar nach dem Stoß muss gleich sein der Federspannenergie bei maximaler Auslenkung.
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | Die kinetische Energie vor dem Stoß ist gleich der kinetischen Energie nach dem Stoß + Wärmeenergie o. Ä.
Aber was ist hier Wärmeenergie, oder Deformationsenergie? |
Wozu willst Du das wissen? Danach ist doch gar nicht gefragt. Gefragt ist nur nach der Geschwindigkeit vor dem Stoß. Und die bekommst Du per Impulserhaltungssatz, wie Du ja bereits selber festgestellt hast.
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 11:34 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Die kinetische Energie vor dem Stoß ist sicher nicht gleich der kinetischen Energie nach dem Stoß. |
Aber die kinetische Energie unmittelbar nach dem Stoß muss gleich sein der Federspannenergie bei maximaler Auslenkung.
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Ah ok, verstehe. D.h. kurz nach dem Stoß habe ich nur eine kinetische Energie und keine Federenergie und nach und nach je größer x wird desto größer wird die Federenergie und desto kleine die kin. Energie, d.h. bei der maximalen Auslenkung habe ich dann nur mehr noch Federenergie und die muss ja dann gleich sein der kin. Energie kurz nach dem Stoß.
Danke, jetzt ist es klar!
Zur Schwingungsdauer:
Also formelmäßig wäre das ja: 
Aber das wäre ja für ein vertikales Federpendel ich habe hier ja ein horizontales. Mir ist folgendes in Erinnerung )
w ist hier die Kreisfrequenz der Schwingung und x0 die maximale Auslenkung, aber welchen Zusammenhang hat das mit der Schwingungsdauer? Schwingungsdauer heißt doch auch Periodendauer, oder?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 12:08 Titel: |
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| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Aber das wäre ja für ein vertikales Federpendel ich habe hier ja ein horizontales. |
Wer sagt, dass das nur für ein vertikales Fedrpendel gilt? Dann müsste ja die Erdbeschleunigung oder irgendeine extern vorgegebene Beschleunigung eine Rolle spielen. In der Gleichung für die Periodendauer kommt aber gar keine Beschleunigung vor.
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 12:22 Titel: |
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Ja, stimmt.
Also ist es dann einfach  ?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Dez 2015 15:24 Titel: |
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Wie beantwortest Du denn jetzt die drei Fragen der Aufgabenstellung?
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joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
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| joe1 Verfasst am: 02. Dez 2015 15:37 Titel: |
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Geschwindigkeit des Holzklotzes unmittelbar nach dem Stoß(aus der Energiebilanz):
Geschwindigkeit der Masse m vor dem Stoß(aus der Impulsbilanz):
v_2}{m} = 201m/s)
Schwingungsdauer:
}{D}}
<br />
)
Müsste stimmen?
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