Kraft beim elastischen Stoß.

xi · Anmeldungsdatum: 06.04.2018 Beiträge: 9

Hallo,

ich habe eine Frage zum elastischen Stoß. Konkreter folgende Situation:

Es seien zwei Körper M1 und M2 gleicher Masse gegeben. M2 befinde sich in Ruhe, während M1 sich mit konstanter Geschwindigkeit v1 auf M2 zu bewegt. Ich habe mir den Wikipediaeintrag durchgelesen und verstehe, dass aufgrund der Impuls- und Energieerhaltung M1 die Geschwindigkeit 0 und M2 die Geschwindigkeit v1, nach dem Stoß besitzen.

Der Körper M2 wird im Moment des Aufpralls ja direkt auf die Geschwindigkeit v1 beschleunigt. Welche Kraft muss dann auf den Körper M2 wirken? Diese müsste doch unendlich groß sein?

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Die Kraft ist nicht unendlich gross, da die Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung / Zeit nicht in der Zeit t = 0 stattfindet.
Die Zeitspanne in der beschleunigt wird entspricht der Zeit, die zur Rückgängigmachung der elastischen Verformung benötigt wird.

xi · Anmeldungsdatum: 06.04.2018 Beiträge: 9

Wie meinst du das genau? Was ist, wenn beide Objekte kein bisschen verformt werden können?

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7462

Willkommen im Physikerboard!

Bin zwar weder Physiker, weder rein, aber ich versuch's trotzdem mal.

Die Kraft F(t) ist beim idealen Stoß so nicht berechenbar. Dennoch gilt grundsätzlich, dass das zeitliche Integral der Kraft der Impuls ist, also

Man zieht sich hier aus der Affäre, indem man einen sogenannten Diracstoß

einführt. Das ist der Grenzfall eines theoretischen Impulses, der beim Nullpunkt eine bestimmte Höhe und eine bestimmte Breite hat, so dass die Fläche Eins ist. Verringert man nun die Breite, geht die Höhe immer mehr nach oben, ad infinitum. Aber die Fläche bleibt dennoch immer Eins!

Und deswegen kann man die Kraft hier nicht beziffern, sehr wohl aber integrieren. Man setzt den bekannten Impuls p in die Gleichung

ein, so dass sich

ergibt.

Viele Grüße
Steffen

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

xi · Anmeldungsdatum: 06.04.2018 Beiträge: 9

Vielen Dank für die Antwort, das mit dem Dirac Delta verstehe ich. Ich studiere Mathe, muss aber auch ein Physikmodul belegen. Mir schien das ganze etwas kurios bzw. ich habe mich gewundert, warum die wirkende Kraft häufig nicht mit erwähnt wird.