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Dezentraler elastischer Stoß mit zwei verschiedenen Massen
 
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Halliday



Anmeldungsdatum: 27.11.2017
Beiträge: 1

Beitrag Halliday Verfasst am: 27. Nov 2017 19:22    Titel: Dezentraler elastischer Stoß mit zwei verschiedenen Massen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Abend zusammen!
Ich sitze momentan bei einer physikalischen Überlegung fest :
Eine Kugel mit einer Masse von m1=5 kg gleitet reibungslos (ohne zu rollen!) mit einer Geschwindigkeit v1=2 m/s. Sie stößt (nicht zentral) mit einer zweiten, ruhenden Kugel (m2=8 kg) elastisch zusammen und wird dabei um 50° aus ihrer ursprünglichen Richtung abgelenkt.
a) Welche Geschwindigkeit haben die Kugeln jeweils nach dem Stoß?
b) In welche Richtung rutscht nun die schwerere der beiden Kugeln in Bezug auf die ursprüngliche Richtung der leichteren Kugel (Skizze!)?


Meine Ideen:
Also in der Vorlesung hatten wir schon den dezentralen Stoß , allerdings mit zwei gleichen Massen. Das war ja super einfach zu berechnen. Mit zwei verschiedenen massen komme ich momentan aber nicht weiter.
Ich habe versucht das über ein LGS zu lösen:
m1*v1=m1*v1?+m2*v2? (impulserhaltung)
Das ergibt : 10=5v1?+8v2?

1/2 m1*v^2 = 1/2 m1*(v1?)^2 +1/2*m2*(v2?)^2. (Energieerhalgung)
Also
10=2,5 v1?^2 + 4v2?^2
Habe nun das LGS aufgelöst (und auch mit einem Programm überprüft)
V1?= -0,46 , v2?=1,54 (gerundet)
Das erscheint mir jedoch unlogisch, da sie schwere Kugel nun eine höhere Geschwindigkeit hat als die leichte. Und auch fehlt hier die 50°
Muss ich die Ablenkung noch mit einbeziehen oder wo liegt der Fehler ?

Danke schon mal für hilfreiche Antworten
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 29. Nov 2017 10:15    Titel: Re: Dezentraler elastischer Stoß mit zwei verschiedenen Mass Antworten mit Zitat

Halliday hat Folgendes geschrieben:

Muss ich die Ablenkung noch mit einbeziehen oder wo liegt der Fehler ?

Natürlich musst du das. Der Impulssatz ist doch eine Vektorgleichung.

Nimm der Einfachheit halber an, Kugel 1 bewegt sich vor dem Stoß nur in x-Richtung. Nach dem Stoß wird sie Geschwindigkeitskomponenten in x- und y-Richtung haben. Diese sind aber durch den Ablenkungswinkel miteinander verknüpft. Dadurch hat man für Kugel 1 nach dem Stoß effektiv nur eine unbekannte Geschwindigkeitskomponente. Kugel 2 wird nach dem Stoß ebenfalls Bewegungskomponenten in x- und y-Richtung. Insgesamt hat man also 3 unbekannte Größen. Zu ihrer Bestimmung stehen zur Verfügung:

- Energieerhaltung
- Impulserhaltung in x-Richtung
- Impulserhaltung in y-Richtung
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