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Fragemaus
Gast
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 Fragemaus Verfasst am: 03. Jun 2012 11:40 Titel: Stoß-Aufgabe |
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Meine Frage:
Hallo,
habe eine Aufgabe gestellt bekommen, bei der ich nicht weiß, wie ich sie lösen soll. Mir sind nur ein paar schwammige Antworten dazu eingefallen, aber nmichts Konkretes.
An einer zunächst vertikalen, massenlosen Stange der Länge L hängt ein Holzklotz (Punktmasse) der Masse m2 im Schwerefeld der Erde. Eine Kugel (Punktmasse) der Masse m1 wird mit einer Geschwindigkeit von v1 in den Klotz geschossen und bleibt dort stecken.
a) Wie groß muss die Geschwindigkeit v1 der Kugel mindestens sein, damit der Pendelkörper eine komplette Umdrehung ausführt?
b) Machen Sie eine Angabe über Impuls- und Energieerhaltung der Systems Kugel-Pendel während des Stoßes und danach!
Meine Ideen:
Meine Ideen ´sind:
- das Schwerefeld der Erde ist ein konservatives Kraftfeld, dh. wegunabhängig und es gilt Energieerhaltung
- Impulserhaltung gilt auch (m1v1=(m1+m2)v2)
- v2 ist kleiner als v1
- Energieerhaltung: kinetische Energie von m1 geht in potentielle und Rotationsenergie von m1+m2 über
- 1/2 (m1v1) zum Quadrat = 1/2 I (w) zum Quadrat + (m1+m2) gh |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Jun 2012 14:09 Titel: |
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| Fragemaus hat Folgendes geschrieben: | | Energieerhaltung: kinetische Energie von m1 geht in potentielle und Rotationsenergie von m1+m2 über |
Falsch. Richtig ist, dass die kinetische Energie von m1 in Wärmeenergie (das Geschoss bleibt im Holzklotz stecken) und kinetische Energie von m1+m2 umgewandelt wird.
| Fragemaus hat Folgendes geschrieben: | | 1/2 (m1v1) zum Quadrat = 1/2 I (w) zum Quadrat + (m1+m2) gh |
Abgesehen davon, dass die linke Seite heißen muss
\cdot v_2^2)
ist auch die rechte Seite falsch, denn die kinetische Energie nach dem Stoß liegt ausschließlich als Rotationsenergie vor, die jedoch auch als Translationsenergie aufgrund der Tangentialgeschwindigkeit v2 unmittelbar nach dem Stoß ausgedrückt werden kann.
\cdot L^2)
und
\cdot L^2\cdot \frac{v_2^2}{L^2}=\frac{1}{2}\cdot (m_1+m_2)\cdot v_2^2)
Die kinetische Energie unmittelbar nach dem Stoß muss dann in potentielle Energie m*g*h (mit h=2*L) umgewandelt werden.
v2 erhältst Du, wie Du selber schon gesagt hast, aus dem Impulserhaltungssatz. |
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