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Impulssatz oder Energiesatz beim Stoßpendel
 
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Ungast



Anmeldungsdatum: 01.11.2019
Beiträge: 2

Beitrag Ungast Verfasst am: 01. Nov 2019 21:04    Titel: Impulssatz oder Energiesatz beim Stoßpendel Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Bei dieser Aufgabe verstehe ich nicht, warum man laut Lösung unbedingt den Impulssatz verwenden muss.

Ein Stoßpendel besteht aus einer dünnen Stange der Länge l, die am unteren Ende
einen Holzklotz mit der Masse mH trägt. Wird eine Kugel der Masse mK in den
Holzklotz geschossen, so schlägt das vorher ruhende Pendel um die Strecke xm aus.
Wie groß war die Geschwindigkeit v des Geschosses?
(Die Kugel steckt also dann im Holzblock)

l = 2.0 m, mH = 0.80 kg, mK = 5.0 g, xm = 20 cm

Meine Ideen:
Ich habe erst das gerechnet:

mK/2 * vK^2 = (mH + mK) * g * h
h = l - wurzel( l^2 - xm^2 )

Dabei komme ich auf ein falsches Ergebnis von 5,6m/s

Die Lösung sieht aber vor, dass man:

(mH + mK) / 2 * v'^2 = (mH + mK) * g * h

rechnet und dann mit dem Impulssatz

vK = 71,4m/s bestimmt

Warum muss man so vorgehen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Nov 2019 22:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ungast hat Folgendes geschrieben:
Warum muss man so vorgehen?


Die kinetische Energie der Kugel kann nicht gleich der potentiellen von Kugel und Holzblock nach dem Stoß sein. Denn beim Stoß wird ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt. Dafür bleibt aber der Impuls erhalten.

In der vorliegenden Aufgabe verfolgst Du den Stoß sozusagen rückwärts. Aus der gegebenen Auslenkung bestimmst Du die maximale Höhe des Pendelkörpers (wie Du das auch schon gemacht hast) und damit seine potentielle Energie. Die muss gleich sein der kinetischen Energie in unterster Position. Damit hast Du die Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Stoß und kannst mit Hilfe des Impulserhaltungssatzes die Geschwindigkeit der Kugel vor dem Stoß bestimmen.
Ungast



Anmeldungsdatum: 01.11.2019
Beiträge: 2

Beitrag Ungast Verfasst am: 03. Nov 2019 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

Alles klar, vielen Dank!
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