Stoß beim Tischkicker

Physikkanone · Gast

Meine Frage:
Ich habe folgende Problematik:
Eine handelsübliche Tischkicker-Puppewird auf einer Stange befestigt an der eine lineare Feder angebracht ist, sodass die rotierende Puppe (meiner Ansicht nach) einen harmonischen Oszillator ergibt.

Wie im Kicker üblich wird in einem gewissen Winkel zur Puppe ein Ball platziert, dessen (eindimensionale) Bewegungsgleichung aufgestellt werden soll.

Meine Ideen:
Die Puppe selbst bekomme ich noch hin (harmonischer Oszillator) allerdings bräuchte ich einen Ansatz für den Stoß selbst. Vorerst darf auch ruhig ein zentraler elastischer Stoß angenommen werden, allerdings bewegt sich die Puppe nach dem Stoß ja weiter und schiebt gewissermaßen den Ball.

Ich brauche keine konkrete Rechnung, nur eine Idee.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Physikkanone · Anmeldungsdatum: 18.08.2018 Beiträge: 3

Dass sich die Puppe danach noch bewegt konnte ich experimentell zweifelsfrei feststellen, da sie sich teilweise mehrmals um ihre eigene Achse gedreht hat.

Und die Überlegung mit dem Schieben beruht darauf, dass ich die Geschwindigkeiten nach dem Stoß eben noch nicht genau berechen konnte und dementsprechend nicht sagen kann ob die Puppe schneller ist als der Ball unmittelbar nach dem Stoß. (Es sei denn ich übersehe irgendein fundamentales Prinzip)

Jedenfalls bin ich überzeugt, dass der Impuls erhalten ist ich bräuchte also nur eine Möglichkeit den Impuls der Puppe auf einen translatorischen Impuls auf den Ball umzuformen und dann könnte man das tatsächlich als Stoß betrachten, oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Physikkanone · Anmeldungsdatum: 18.08.2018 Beiträge: 3

Daran habe ich nie gezweifelt, aber wie genau komme ich auf einen sinnvollen Impuls auf die Kugel. Also welcher Impuls geht aus der Rotation auf die Translation über?

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Physikkanone · Anmeldungsdatum: 18.08.2018 Beiträge: 3

Ok, danke

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Ja, aber das hilft doch nicht, die Figur hat ja einen translatorischen Impuls von ungefähr 0.
Du musst den Drehimpuls hier als erhalten ansehen. Wobei ich die Stange, an der die Figur befestigt ist, als Drehachse nehmen würde. Dann ist der Drehimpuls des Balls m (r x v).
Dann wäre die Frage, was ist das Trägheitsmoment der Spielfigur? Was ist ihre Masse? Etc.
Dann wundert mich das sehr mit der elastischen Aufhängung der Figur. Bei allen Tischkickern, die ich schon jemals gesehen habe, sind die mit der Stange ziemlich starr verbunden. Klar, die Stange und die Figur haben natürlich auch eine Elastizität, aber soll die hier wirklich berücksichtigt werden? Warum solltest Du da einen harmonischen Oszillator dann haben? Verstehe ich nicht...

Gruß
Marco

Edit: Der Impuls von Figur und Ball ist übrigens nicht erhalten, weil ein Teil über die Stange auf den Tisch übergeht. Vorher ist der Impuls (nahe) null, nachher bewegt sich der Ball aber translativ und das System aus Ball und Figur hat in Summe dann einen Impuls.
Wenn die Rotationsachse auf die Stange legt, ändert aber der Kraftstoß der Stange nichts am Gesamtdrehimpuls (weil Radius 0 und deshalb das Drehmoment dann auch 0).
Klar ist die Impulserhaltung ein Grundgesetz, aber eben nur in der Summe! Wenn man einen Tischkicker im Weltall hätte, dann würde der Ball nach dem Stoß denselben Impulsbetrag bekommen, wie der Tisch (in die andere Richtung).