Federkatapult

Marvin95 · Gast

die aufgabe ist

Auf einem Wagen (m1) kann eine Masse m2 mit einem Federkatapult in Bewegung gesetzt werden. Welche Geschwindigkeit erreicht die Masse in dem Moment, wenn die um deltal vorgespannte Feder (Federkonstante D) entspannt ist und die reibung zwischen m1 und der plattform des wagens zu vernachlässigen ist?wie schnell wird der wagen?

wenn ich es richtig verstanden habe wird auf einem wagen der masse m1 eine masse m2 (zb stein?) mithilfe eines federkatapults geschossen. jetzt soll ich die geschwindigkeit von m2 berechnen.

also die energie der feder ist 0,5D*l^2. Da energieerhaltung gilt wird die gesamte energie des federkatapults in die masse reingesteckt die geworfen wird, dh vlt 0,5D*l^2=0,5m2v2^2. Nach v2 auflösen und das wars oder wie? bitte helft mir das ist ja mal echt ne harte nuss xD

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Ersteinmal: In welche Richtung wird m2 abgeschossen? In oder entgegen Fahrtrichtung? Oder sogar nach oben/unten? Oder schräg?

Wenn nach vorne oder hinten: Nicht nur die Energie sondern auch der Impuls muss erhalten sein!

Gruß
Marco

Edit: Der Wagen soll zu Beginn in Ruhe sein? Dann gibt es zuerst natürlich noch keine Bewegungsrichtung.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

die Geschwindigkeit der Kugel berechnet man mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes.

Und die Geschwindigkeit des Wagens über die Impulserhaltung.

Marvin95 · Gast

danke für die hilfreichen antworten.

1. ,,Ersteinmal: In welche Richtung wird m2 abgeschossen? In oder entgegen Fahrtrichtung? Oder sogar nach oben/unten? Oder schräg? "

Die aufgabenstellung die ich genannt habe ist eindeutig abgeschrieben wurden. Demnach weiss ich doch gar nicht die richtung oder? laut lösung jedoch entgegengesetzt. aber wieso?

gelten die impulserhaltungssätze nicht nur bei stoßvorgängen? oder ist das ein stoßvorgang da der wagen kurz zurückgestoßen wird ?

Marvin95 · Gast

Also ich würde gerne nur wissen wiesp impulserhaltung gilt, dachte das geht nur über stoßprozesse ?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Impulserhaltung gilt immer, wenn ein System keinen Impulsaustausch nach außen hat.
Energieerhaltung genau so.

Eigentlich ist das ähnlich wie ein Stoß zu behandeln hier. Stöße sind nur Beispiele, bei denen man Impuls- und Energieerhaltung anwenden kann (bei elastischen Stößen, Energieerhaltung gilt zwar auch bei unelastischen Stößen, aber nach dem Stoß liegt sie nicht mehr nur in kinetischer Energie vor, so dass man die Energieerhaltung dann schlecht für die Berechnung verwenden kann).

Gruß
Marco

PS: Offenbar steht der Wagen vorher dann wohl still. Erst nachher bewegen sich m1 und m2 dann in entgegen gesetzter Richtung, wegen des Rückstoßes. Der gemeinsame Schwerpunkt muss ja danach auch noch in Ruhe sein, deshalb können sie sich dann nur entgegen gesetzt bewegen.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Marvin95 · Gast

weil ich es einfach nicht verstehe wieso gilt hier bei impulserhaltung m1v1+m2v2=0 (lösung zugeschickt).

ist das so, weil beide massen sich am anfang irgendwei nicht bewegen und v1 bzw v2 0 ist oder wieso gilt die gleichung ? woran kann ich das immer erkennen ?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Ja, wie gesagt scheint ja die Aufgabe so gemeint zu sein, dass beides vorher in Ruhe ist (sollte man mE zwar explizit in so eine Aufgabe schreiben, wenn man die stellt, aber so sind halt manche Lehrer...)
Das heißt: Vorher ist Impuls 0. Also muss er danach auch 0 sein. Also müssen sich die Impulse der beiden Massen vektoriell so addieren (weil entgegen gesetzt gerichtet die Beträge also subtrahieren), dass auch wieder der Nullvektor raus kommt, wie vorher auch.

Gruß
Marco

Marvin95 · Gast

Danke letzte Frage jedoch. den rest kann ich bzw. verstehe ich.

Wieso gilt m1v1+m2v2=0 und nicht

m1v1=0 und m2v2=0. Also wieso darf ich die addieren?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Weil auf die beiden Massen eine Kraft gewirkt hat, die sie auseinander treibt (von der Feder).

Du hast zwei Massen, die zuerst beide in Ruhe sind. Eine Feder drückt sie auseinander und es soll bei diesem Vorgang die Energie erhalten bleiben. Ist doch klar, dass dann die Geschwindigkeiten nicht 0 sein können, danach, sonst wäre die kinetische Energie des Systems auch 0.

Impulserhaltung bedeutet, dass der Gesamtimpuls erhalten bleibt, nicht die einzelnen Impulse. Sobald eine Kraft wirkt, wird Impuls vom einen Teilsystem auf das andere übertragen. Da actio gleich reactio, wird der Impuls der Teilsysteme so geändert, dass der Gesamtimpuls gleich bleibt.

Wieso meinst Du, dass die Teilimpulse erhalten sein müssten? Wie kommst Du darauf?

Gruß
Marco

Marvin95 · Gast

Danke hab jetzt beide Geschwindigkeiten herraus. Kannst du mir bitte bitte sagen wann ich eventuell dran denken soll das der Gesamtimpuls/Gesamtenergie (Vorher) gleich Null ist? Wann gilt das? Wenn alle objekte Stehen oder?

d.h. dann das der Gesamtmpuls/Gesamtenergie danach auch Null ist oder?

Noch eine frage die letzte....Impulserhaltung bezieht sich immer auf min. 2 körper oder?