Energieübertrag bei elastischem Stoß (IES, EES)

Jürgen · Gast

Hallo,

ich habe hier eine Frage zu einem Energieverlust bei einem elastischen Stoß. Hier die Aufgabe:

Ein Ball wird mit einer Geschwindigkeit von 15 m/s senkrecht auf die Rückwand eines mit der Geschwindigkeit von 5 m/s fahrenden Lastwagens geworfen. Die Masse des Lastwagens ist >> als die Masse des Balls. (Îch gehe mal davon aus daß "senkrecht" in der Angabe falsch ist und es müsste "waagerecht" sein!)

Der Ball prallt nach meinen Berechnungen mit 5 m/s zurück (elastischer Stoß). Keine Der Massen ist bekannt, nur m<<M.

Dann wird gefragt wieviel Prozent seiner Energie der Ball beim Stoß verliert? Die Antwort wäre (15^2-5^2)/15^2=88,8 %. Es geht also 88,88 % der anfänglichen kinetischen Energie des Balls verloren!

Die letzte Frage lautet: Wo kommt diese Energie hin? Da der Stoß ja elastisch ist, müsste diese Energie an den Lastwagen übertragen werden??
Aber der Lastwagen wird doch auch nicht schneller durch diesen Stoss!
Könnte mir jemand sagen, wo diese Energie hinkommt?
Verformung des Balls kann es auch nicht sein, denn der Ball verformt sich zwar lokal, aber diese Verformung bildet sich zurück!

Beim Stoß gegen eine Wand (Geschwindigkeit 0 und Masse unendlich) ist die Endgeschwindigkeit gleich der Anfangsgeschwindigkeit und die kinetische Energie bleibt so erhalten!

Cardo · Gast

Naja, wenn ich jetzt nicht kompletten Mist rede (was ich öfters mache) und wenn ich gedanklich beim Thema bin, dann gilt doch der Impulserhaltungssatz oder? Und P = m * v (oder? ^^) Und da die Masse des Balls ja so unendlich klein ist bzw. 0 im Vergleich zum Lastwagen überträgt sich

0 * 15 m/s als Impuls auf den Lastwagen. = 0 smile

Gruß Cardo

(Hab hier grad nen Buch über Superpositionen vor mir liegen, von daher kann es sein, dass ich totalen Mist rede)

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hallo Jürgen Wink

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die kinetische Energie, die in deiner Energiebilanz verlorengegangen zu sein scheint, wurde auf
den Lastwagen übertragen! Der entscheidende Punkt ist hier, daß die Geschwindigkeiten der beiden Stoßpartner
vor dem Stoß von vergleichbarer Größenordnung sind. Das bedeutet, daß sowohl der Impuls als auch die kinetische
Energie des Balls vor dem Stoß sehr viel kleiner sind als die entsprechenden Größen des Lastwagens.
Für den elastischen Stoß zwischen Lastwagen und Ball hat das die Folge, daß der Lastwagen durch
den Stoß praktisch nicht beeinflußt wird während der Ball reflektiert wird. Der Ball könnte
auf den Lastwagen seine gesamte kinetische Energie übertragen, ohne daß sich Impuls und kinetische Energie
des Lastwagens nennenswert ändern würden.

In Formeln heißt das für die Änderung des Impulses und der kinetischen Energie des Lastwagens beim Stoß:

Die Geschwindigkeiten mit dem Index 1(2) beziehen sich auf den Ball(Lastwagen) der Masse m(M) und
die (un)gestrichenen Größen liegen (vor)nach dem Stoß vor.

Gruß von Bruce.