Impulserhaltung, Vollkommen elastischer Stoß zweier Kugeln

geisii · Anmeldungsdatum: 07.01.2011 Beiträge: 6

Meine Frage:
Bin gerade am Lernen für meine Physik Schulaufgabe. Da bin ich auf eine Frage gestoßen die ich unbedingt lösen will aber mit keinem Ansatz drauf komme. (Muss dazu sagen, ich bin in Aufgaben wo es keine Zahlenwerte gibt oft relativ ratlos..)

Zur Aufgabe:

Zwei Kugeln bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit aufeinander zu und stoßen zentral vollkommen elastisch zusammen. Bestimmen Sie geeignete Massen so, dass eine der beiden Kugeln nach dem Stoß ruht. Wie ändert sich dabei die Geschwindigkeit der zweiten Kugel?

Schon bei der ersten Fragestellung hab ich Probleme.

Man kann ja davon ausgehen dass v2 = -v1, da sie aufeinander zurollen.

Meine Ideen:
Nach dem Impulserhaltungssatz sieht das ganze ja so aus.

p1 + p2 = p1' + p2'

d.h.

m1 x v1 + m2 x (-v1) = 0 + m2' + v2' (p1 = 0 da die erste Kugel nach Stoß ruht)

Ich komm leider überhaupt nicht weiter. Die Lösung (falls hilfreich) lautet:

m2 = 1/3 m1

und bei der zweiten Aufgabenstellung:

u1 = 0 und u2 = 2 x v1

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Was heißt elastisch in diesem Zusammenhang?

geisii · Anmeldungsdatum: 07.01.2011 Beiträge: 6

Ich nehme an, dass keine Energie in innere Energie etc. umgewandelt wird, sowie Reibung vernachlässigt wird?

v2 = -v1, da die Kugeln ja aufeinander mit gleicher Geschwindigkeit zurollen, und je nach Betrachtungsrichtung die eine Geschwindigkeit in negativem Verhältnis zur anderen steht.

Hoffe es wird klarer und wir können die Aufgabe lösen smile

mfg

/edit: hier der link zur aufgabe. müsste nummer 4 sein.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

geisii · Anmeldungsdatum: 07.01.2011 Beiträge: 6

soll das heißen, ich soll mich nicht nur auf den impuls beschränken sondern den Energieerhaltungssatz der Mechanik mit einfließen lassen?

Eges,1 = Eges,2

Ekin,1 = Ekin, 2 = constant?

oder wie meinst du :-)

mfg

eva1 · Anmeldungsdatum: 06.10.2010 Beiträge: 532

Da gibt es dann so Formeln für die Geschwindigkeiten. Die kannste hier angucken:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/05stoesse/elastisch.htm

Eine Herleitung der Formeln übern Energie- und Impulserhaltungssatz gibts hier:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/05stoesse/elastisch_her.htm

Damit sollte die Aufgabe kein Problem sein.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Schade, der Fragesteller stand kurz vor der eigenen Lösung.

eva1 · Anmeldungsdatum: 06.10.2010 Beiträge: 532

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

OT

Erstmal danke für die fleißige Unterstützung hier! smile

Es kostet halt immer wieder Überwindung, die schon bekannte Lösung noch zurückzuhalten. Doch für den Fragesteller ist es sehr wichtig und einprägend, wenn er sich selber, mit Schweiß, Blut und Tränen (und nur wenigen Hinweisen), dahin durchgeschlagen hat. [dermarkus hat diesbezüglich eine Engelsgeduld; kennt keinen Anharmonizitätsbereich.]

mfG

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Impuls- und Energieerhaltung ergeben die richtige Lösung. Man muss also nur zwei Formeln kombinieren und nach der richtigen Variablen auflösen. Vielleicht gibt es sogar "Formelbücher", welche schon alle Umformungen enthalten. Dann muss man nur noch die richtige Formel suchen (Osterhasenphysik).

Doch wo bleibt da die Physik als Naturwissenschaft? Würde man für diese Aufgabe ein Flüssigkeitsbild ( http://www.youtube.com/watch?v=wsf2N8c2mz8 ) skizzieren, könnte man die Formel aus dem Bild ableiten und würde eine eigene Vorstellung von den Vorgängen entwickeln. Zudem ist Physik eine Naturwissenschaft. Also sollte man ein Experiment zu dieser Aufgabe machen. Dann würde man sehen, dass die Kugeln rollen, womit auch der Drehimpuls noch zu bilanzieren ist ( http://www.youtube.com/watch?v=-MAqHqwoa4U ). Um solche Probleme zu lösen, benötigt man zwei Flüssigkeitsbilder ( http://www.youtube.com/watch?v=6DyI4h_tnvI ).