Impulserhaltung bei Kraftübertragung durch Seil

Kratos319 · Anmeldungsdatum: 10.03.2020 Beiträge: 18

Meine Frage:
Hallo Zusammen,
ich bin bei der Klausurvorbereitung häufig auf Aufgaben gestoßen, bei denen zwei Massenpunkte durch ein undehnbares, masseloses Seil miteinander verbunden sind. Die eine Masse besitzt eine gewisse Geschwindigkeit, die andere ruht, und ab einem gewissen Abstand der beiden spannt sich das Seil (vollkommen plastischer Stoß) und die beiden Massen bewegen sich gemeinsam fort. Rechnet man hier mit dem Impuls in Beträgen kommt das Richtige raus.
Mein Problem ist, dass das Seil häufig über eine Umlenkrolle (masselos und reibungsfrei) geführt wird, d.h. die beiden Massen bewegen sich im schlimmsten Fall rechtwinklig zu einander, was meiner Meinung nach doch die vektorielle Impulserhaltung verletzt?

Meine Ideen:
Nach meinem Verständnis ist die Seilkraft als innere Kraft zu werten, die keinen Einfluss auf den Impuls des Gesamtsystems haben kann. Demnach muss doch die Summe der Einzelimpulse erhalten bleiben... Doch wenn beide Massen in unterschiedliche Richtungen geführt werden hieße das doch das eine Masse nach dem Stoß trotzdem weiterhin ruht und die andere sich bewegt, obwohl das Seil undehnbar ist?
Ich bedanke mich bereits vielmals für alle Antworten!

Frankx · Anmeldungsdatum: 04.03.2015 Beiträge: 1022

Wenn man für diese Fälle (Umlenkrolle) die Impulserhaltung vektoriell im kartesischem Raum betrachten möchte, müsste man genau genommen die Aufhängung der Rolle (nicht die Rolle selbst) als zusätzliche, quasi sehr große Masse mit betrachten, auf die entsprechend Impuls übertragen wird.

Es ist aber einfacher ein eindimensionales "Koordinatensystem" entlang des Seilverlaufes zu definieren. Dann spielt es keine Rolle, ob das Seil irgendwie gewunden ist, so lange es straff bleibt. Es gibt dann nur zwei mögliche Richtungen für den Impulsvektor, nämlich in positive und in negative Seilrichtung.

Das Ergebnis ist (für gegen unendlich gehende Masse der Rollenaufhängung) in beiden Rechnungen das gleiche.

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