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Impulserhaltung, Vollkommen elastischer Stoß zweier Kugeln
 
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geisii



Anmeldungsdatum: 07.01.2011
Beiträge: 6

Beitrag geisii Verfasst am: 07. Jan 2011 13:12    Titel: Impulserhaltung, Vollkommen elastischer Stoß zweier Kugeln Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Bin gerade am Lernen für meine Physik Schulaufgabe. Da bin ich auf eine Frage gestoßen die ich unbedingt lösen will aber mit keinem Ansatz drauf komme. (Muss dazu sagen, ich bin in Aufgaben wo es keine Zahlenwerte gibt oft relativ ratlos..)

Zur Aufgabe:

Zwei Kugeln bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit aufeinander zu und stoßen zentral vollkommen elastisch zusammen. Bestimmen Sie geeignete Massen so, dass eine der beiden Kugeln nach dem Stoß ruht. Wie ändert sich dabei die Geschwindigkeit der zweiten Kugel?

Schon bei der ersten Fragestellung hab ich Probleme.

Man kann ja davon ausgehen dass v2 = -v1, da sie aufeinander zurollen.

Meine Ideen:
Nach dem Impulserhaltungssatz sieht das ganze ja so aus.

p1 + p2 = p1' + p2'

d.h.

m1 x v1 + m2 x (-v1) = 0 + m2' + v2' (p1 = 0 da die erste Kugel nach Stoß ruht)

Ich komm leider überhaupt nicht weiter. Die Lösung (falls hilfreich) lautet:

m2 = 1/3 m1

und bei der zweiten Aufgabenstellung:

u1 = 0 und u2 = 2 x v1
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 07. Jan 2011 13:17    Titel: Antworten mit Zitat

Was heißt elastisch in diesem Zusammenhang?
geisii



Anmeldungsdatum: 07.01.2011
Beiträge: 6

Beitrag geisii Verfasst am: 07. Jan 2011 13:20    Titel: Antworten mit Zitat

Ich nehme an, dass keine Energie in innere Energie etc. umgewandelt wird, sowie Reibung vernachlässigt wird?

v2 = -v1, da die Kugeln ja aufeinander mit gleicher Geschwindigkeit zurollen, und je nach Betrachtungsrichtung die eine Geschwindigkeit in negativem Verhältnis zur anderen steht.

Hoffe es wird klarer und wir können die Aufgabe lösen smile

mfg

/edit: hier der link zur aufgabe. müsste nummer 4 sein.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 07. Jan 2011 13:46    Titel: Antworten mit Zitat

geisii hat Folgendes geschrieben:
Ich nehme an, dass keine Energie in innere Energie etc. umgewandelt wird, sowie Reibung vernachlässigt wird?

Genau! Thumbs up!
Mit anderen Worten: Energieerhaltungssatz. Und der muß oben noch "verwurstet" werden; fehlt noch.
geisii



Anmeldungsdatum: 07.01.2011
Beiträge: 6

Beitrag geisii Verfasst am: 07. Jan 2011 14:05    Titel: Antworten mit Zitat

soll das heißen, ich soll mich nicht nur auf den impuls beschränken sondern den Energieerhaltungssatz der Mechanik mit einfließen lassen?

Eges,1 = Eges,2

Ekin,1 = Ekin, 2 = constant?

oder wie meinst du :-)

mfg
eva1



Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532

Beitrag eva1 Verfasst am: 07. Jan 2011 14:46    Titel: Antworten mit Zitat



Da gibt es dann so Formeln für die Geschwindigkeiten. Die kannste hier angucken:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/05stoesse/elastisch.htm

Eine Herleitung der Formeln übern Energie- und Impulserhaltungssatz gibts hier:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/05stoesse/elastisch_her.htm

Damit sollte die Aufgabe kein Problem sein.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 07. Jan 2011 14:55    Titel: Antworten mit Zitat

Schade, der Fragesteller stand kurz vor der eigenen Lösung.
eva1



Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532

Beitrag eva1 Verfasst am: 07. Jan 2011 15:09    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Schade, der Fragesteller stand kurz vor der eigenen Lösung.


glauste?

Find die Herleitung net so leicht!

Tut mir leid Hammer
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 07. Jan 2011 15:51    Titel: Antworten mit Zitat

OT

Erstmal danke für die fleißige Unterstützung hier! smile

Es kostet halt immer wieder Überwindung, die schon bekannte Lösung noch zurückzuhalten. Doch für den Fragesteller ist es sehr wichtig und einprägend, wenn er sich selber, mit Schweiß, Blut und Tränen (und nur wenigen Hinweisen), dahin durchgeschlagen hat. [dermarkus hat diesbezüglich eine Engelsgeduld; kennt keinen Anharmonizitätsbereich.]

mfG
Systemdynamiker



Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 593
Wohnort: Flurlingen

Beitrag Systemdynamiker Verfasst am: 08. Jan 2011 09:29    Titel: Flüssigkeitsbild Antworten mit Zitat

Impuls- und Energieerhaltung ergeben die richtige Lösung. Man muss also nur zwei Formeln kombinieren und nach der richtigen Variablen auflösen. Vielleicht gibt es sogar "Formelbücher", welche schon alle Umformungen enthalten. Dann muss man nur noch die richtige Formel suchen (Osterhasenphysik).

Doch wo bleibt da die Physik als Naturwissenschaft? Würde man für diese Aufgabe ein Flüssigkeitsbild ( http://www.youtube.com/watch?v=wsf2N8c2mz8 ) skizzieren, könnte man die Formel aus dem Bild ableiten und würde eine eigene Vorstellung von den Vorgängen entwickeln. Zudem ist Physik eine Naturwissenschaft. Also sollte man ein Experiment zu dieser Aufgabe machen. Dann würde man sehen, dass die Kugeln rollen, womit auch der Drehimpuls noch zu bilanzieren ist ( http://www.youtube.com/watch?v=-MAqHqwoa4U ). Um solche Probleme zu lösen, benötigt man zwei Flüssigkeitsbilder ( http://www.youtube.com/watch?v=6DyI4h_tnvI ).

_________________
Herzliche Grüsse Werner Maurer
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