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sandy12
Anmeldungsdatum: 23.05.2018
Beiträge: 1
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 sandy12 Verfasst am: 23. Mai 2018 11:08 Titel: Elastischer Stoß und unelastischer Stoß |
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Meine Frage:
Hallo,
wir haben gerade das Kapital Impulse und Stoßprozesse angefangen.
Wir haben nun 2 Aufgaben für zu Hause auf, die ich leider überhaupt nicht umsetzen kann.
Aufgabe 1:
Ein Geschoss der Masse 0,01 kg bewege sich horizontal mit einer Geschwindigkeit von 400 m/s und dringe in einen Holzklotz mit der Masse 0,39 kg ein, der auf einem reibungsfreien Tisch ruhe. Bestimme die Endgeschwindigkeit des Klotzes mit dem Geschoss und die kinetische Energie des Systems vor und nach dem Aufprall. Warum ist ein Teil der kinetischen Energie "verloren" gegangen?
Aufgabe 2:
Ein Klotz von 4 kg, der sich mit 6 m/s bewegt, stoße elastisch auf einen Klotz von 2 kg, der sich mit 3 m/s ebenfalls in die gleiche Richtung bewegt. Bestimme die Geschwindigkeiten beider Körper nach dem Stoß und überprüfe, ob die kinetische Gesamtenergie dabei erhalten blieb.
Meine Ideen:
Ich glaube zumindest, dass bei Aufgabe 1 der Stoß unelastisch ist, da der Klotz in Ruhe ist.
Bei Aufgabe 2 sind ja beide in Bewegung, darum ist er elastisch !??
Am Anfang ist mein Gesamtimpuls: P = m1 . v1 + m2 . v2
Und jetzt versteh ich leider nur mehr Bahnhof.
Bitte um Hilfe und Lösung. |
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Huggy
Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785
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| Huggy Verfasst am: 23. Mai 2018 13:11 Titel: Re: Elastischer Stoß und unelastischer Stoß |
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| Zitat: | | Ich glaube zumindest, dass bei Aufgabe 1 der Stoß unelastisch ist |
Das ist richtig.
| Zitat: | | ,da der Klotz in Ruhe ist. |
Diese Begründung ist allerdings nicht richtig. Die Anfangsgeschwindigkeiten spielen für die Frage, ob ein Stoß elastisch ist oder nicht, keine Rolle. Der Stoß ist vollkommen inelastisch, weil angenommen wird, dass das Geschoss in dem Klotz stecken bleibt und sich beide danach mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Die Geschwindigkeit des gemeinsamen Körpers nach dem Stoß ergibt sich aus der Impulserhaltung.
| Zitat: | | Bei Aufgabe 2 sind ja beide in Bewegung, darum ist er elastisch !?? |
Die Begründung stimmt wieder nicht. Der Stoß ist hier elastisch, weil in der Aufgabe steht, dass er elastisch sein soll. Jetzt ergeben sich die Geschwindigkeiten beider Körper nach dem Stoß aus der Impulserhaltung und der Energieerhaltung.
Die Frage, ob die Energie dabei erhalten bleibt, ist allerdings unsinnig. Denn die Energieerhaltung muss ja hier schon zur Lösung der Aufgabe benutzt werden. |
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sandy.12er
Anmeldungsdatum: 23.05.2018
Beiträge: 8
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| sandy.12er Verfasst am: 23. Mai 2018 19:50 Titel: |
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Hallo Huggy,
habe mich jetzt ein wenig intensiver damit beschäftigt.
Mein Ergebnis zu Aufgabe 1:
Geschoss: m1 = 0,01 kg v1 = 400 m/s = 1.440 km/h
Holzklotz: m2 = 0,39 kg v2 = 0 m/s
m1 . v1 + m2 . v2 = (m1 + m2) . v2
umgeformt auf v2 = v1 . m1 / m1 + m2 = 400 m/s . 0,01 kg / 0,40 kg = 10 m/s = 36 km/h
Beide zusammen haben nach dem Zusammenstoß eine Geschwindigkeit von 10 m/s oder 36 km/h
Energie vor dem Stoß: Ekin_v = m1 . v2² / 2 = 0,01 kg . (400 m/s)² / 2 = 800 kJ
Energie nach dem Stoß: Ekin_n = (m1 + m2). v1² / 2 = 0,40 kg . (400 m/s)² / 2 = 32.000 kJ
Anfangsgeschwindigkeit 400 m/s
Endgeschwindigkeit 10 m/s = 2,5 % der ursprünglichen Energie
D.h. es gehen 97,5% der ursprünglichen Energie durch den Aufprall in innere Energie umgewandelt.
Ist das alles so richtig?
Lg Sandra
Willkommen im Physikerboard!
Du bist hier mit zwei Accounts angemeldet, sandy12 wird daher demnächst wieder gelöscht.
Viele Grüße
Steffen |
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sandy.12er
Anmeldungsdatum: 23.05.2018
Beiträge: 8
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| sandy.12er Verfasst am: 23. Mai 2018 20:03 Titel: |
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Bezgl. der 2. Aufgabe bin ich mir nicht sicher:
Klotz 1: v1²= 2.(m1 . v1 + m2 . v2 / m1 + m2) - v1 = 4 m/s
Klotz 2: v2²= 2.(m1 . v1 + m2 . v2 / m1 + m2) - v2 = 7 m/s
Das Ganze ist es elastischer Stoß (wie in der Angabe).
Aber ich soll ja überprüfen, ob die kinetische Gesamtenergie erhalten blieb. Ich weiss zwar, dass dies immer der Fall ist beim elastischen, aber wie überprüfe ich es rechnerisch?
Bitte noch um Hilfe bei der Aufgabe, danke.
LG Sandra |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 23. Mai 2018 23:04 Titel: |
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| sandy.12er hat Folgendes geschrieben: | Klotz 1: v1²= 2.(m1 . v1 + m2 . v2 / m1 + m2) - v1 = 4 m/s
Klotz 2: v2²= 2.(m1 . v1 + m2 . v2 / m1 + m2) - v2 = 7 m/s |
Die beiden Geschwindigkeiten sind richtig.
| Zitat: | | Aber ich soll ja überprüfen, ob die kinetische Gesamtenergie erhalten blieb. Ich weiss zwar, dass dies immer der Fall ist beim elastischen, aber wie überprüfe ich es rechnerisch? |
Du berechnest die Summe der kinetischen Energien der beiden Massen vor und nach dem Stoss (mit der üblichen Formel Ekin=1/2*m1*v1^2+...). |
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sandy.12er
Anmeldungsdatum: 23.05.2018
Beiträge: 8
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| sandy.12er Verfasst am: 24. Mai 2018 08:33 Titel: |
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Hallo Myon,
danke für die Antwort, habe es jetzt geschafft und bei beiden Berechnung (vor und nach) die gleichen Ergebnisse.
Noch eine Frage: Stimmen meine Berechnungen und Ergebnisse der 1. Aufgabe??
Lg
Sandra |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 24. Mai 2018 09:01 Titel: |
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Zur 1. Aufgabe: Die Geschwindigkeit nach dem Stoss ist richtig. Für die kinetischen Energien erhalte ich  und  . Bei der kinetischen Energie nach dem Stoss hast Du lediglich die falsche Geschwindigkeit eingesetzt. Es ergibt sich damit ein Verhältnis  , d.h. es wird in der Tat 97.5% der kinetischen Energie in innere Energie (Wärme, Verformung) umgewandelt (wobei die Resultate nur zufälligerweise identisch sind, Du hast ja das umgekehrte Verhältnis gebildet). |
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sandy.12er
Anmeldungsdatum: 23.05.2018
Beiträge: 8
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| sandy.12er Verfasst am: 24. Mai 2018 10:37 Titel: |
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Herzlichen Dank für deine Hilfe. |
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