Noch ne Stoßgeschichte

[HighSky]

Zwei Billiardkugeln bewegen sich mit je 10 m/s aufeinander zu, stoßen zusammen und rollen dann in gleicher Richtung mit je 10 m/s weiter.
Welcher Erhalungssatz wird hier verletzt?

In der vorherigen Aufgabe sollen nach dem Zusammenstoß die beiden Kugeln mit je 15 m/s auseinader fahren.
Welcher satz wird hier verletzt?

Bin der Meinung, dass bei beiden Fällen sowohl Impulserhaltungssatz als auch der Erhaltungssatz der kin. Energie verletzt werden.
Bitte um Bestätigung( hoffentlich )

Lg highsky
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BU: 10./11. Juni juhu!
FQ: 8./9. September: Interview failed

[Max L.]

Ich gehe davon aus, dass beide Kugeln die selbe Masse haben und es sich um einen zentralen, reibungsfreien Stoß zweier vollkommen gleichartigen Kugeln handelt!?

Erster Fall: Sie Rollen in die gleiche Richtung mit der selben Geschwindigkeit weiter. Die Geschwindigkeit bleibt gleich groß, und von daher ist ∆ E(Sytem) = 0 Joule. Der Energieerhaltungssatz (ab hier EES) wird daher meiner Meinung nach nicht verletzt. Die Kugeln bewegen sich mit der selben Geschwindigkeit in der selben Richtung weiter. Da der Impulserhaltungssatz besagt, dass das Produkt aller Impulse in einem System gebildet aus dem (Vektor-)produkt aus Masse und Geschwindigkeit (unter Beachtung der Richtung!) zeitlich konstant bleibt.

∑p(i) = konstant = ∑(m * v(VEKTOR))

Da die Richtung des Geschwindigkeitsvektors sich nicht ändert (was unlogisch ist, weil ein zentraler Stoß stattfindet) und die Masse ebenfalls konstant ist, ändert sich diese Summe der Einzelimpulse ja nicht, und somit wäre auch der Impulserhaltungssatz (ab hier IES) erfüllt - was mich ehrlich gesgat verwundert ^^.

In Fall zwei haben beide Kugeln eine höhere Endgeschwindigkeit deswegen ist ∆E(Sytsem) = E(Nach) - E(Vor) > 0 ohne dass dem Sytem von außen Energie zugeführt wurde (Aufgabenstellung?), daher ist der EES verletzt. Der Kugeln bewegen sich zwar in unterschiedliche Richtungen, aller dings mit einer (für beide Kugeln) erhöhten Geschwindigkeit. Somit ist der IES nicht erfüllt, weil sich die Summe der Einzelimpulse erhöht.

Ich hoffe ich habe nichts übersehen, weil mich das Ergebnis ehrlich gesagt stutzig macht ^^

Zusammenfasung:
Fall 1:
EES: erfüllt
IES: erfüllt

Fall 2:
EES: verletzt
IES: verletzt

(?)
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Gruß! Max

[HighSky]

Sorry Max, dass ist alles, was die Aufgabenstellung hergibt (Denksport Phy aufgaben ohne Lsg.) Aber ich denk, dass man davon ausgehen kann, dass die Massen identisch und der Stoß gerade, zentral und reibungsfrei ist.

Zu Fall 1: Da die Kugeln ja nicht aneinander haften bleiben und sich sozusagen getrennt in die gleiche Richtung bewegen(es sich also um einen elastischen stoß handelt, wird meiner meinung nach der Impulserhltungssatz auf jeden fall verletzt. Denn dieser besagt ja, dass die impulse nach dem Stoß gleich groß wie zuvor sein müssen (erfüllt) und auch wieder in unterschiedliche Richtungen wirken müssten(nicht erfüllt), denn die Kugeln müssten ja wenn ihre geschwindigkeiten nach dem stoß genau so groß wie vor dem stoß sind, eigentlich nach dem stoß auseinaderlaufen und sich nicht in dieselbe richtung bewegen. und wenn sie sich in dieselbe richtung bewegen, dann müsste der stoß ja eigentlich unelastisch gewesen sein und beide Kugeln müssten nach dem Stoß eine gleiche ,aber kleinere geschwindigkeit wie vor dem Stoß haben, was meiner Meinung nach auch die Verletzung des Energierhaltungssatzes darstellt.(da durch das Zusammentreffen Energie anhand von Wärme abgegeben werden müsste)

Mit Fall 2 bin ich vollkommen einverstanden.
Lg
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FQ: 8./9. September: Interview failed

[Max L.]

Ahhhh .. ich hab den ersten Fall vollkommen falsch gelesen ^^

Es handelt sich bei 1 um einen unelastischen Stoß. Ja du hast recht, über

u=(m(1)*v(1)+m(2)*v(2))/(m(1)+m(2)

mit

v(1) = v(2) = v und
m(1) = m(2) = m

kommt man dann auf

u=(2*m*v)/(2m)=v

somit gilt der EES nicht aber der IES.

Fazit ^^:
ertsens:
EES erfüllt
IES nicht erfüllt

zweitens:
EES nicht erfüllt
IES nciht erfüllt
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Gruß! Max

[HighSky]

Ich versteh aber irgendwie trotzdem nicht, warum bei Fall 1 der EES nicht verletzt ist. ich mein, es ist klar, dass die massen der kugeln und die Beträge der Geschwindigkeiten gleich bleiben, aber berücksichtigt man bei der kin. Energie nicht auch das Vorzeichen der geschwindigkeit? Denn wenn der stoß elastisch ist , ändern sich ja gerade die jeweiligen Richtungen der geschwindigkeiten nach dem Stoß, also bewegen sich die Kugeln aufeinader zu und danach auseinander. das ist ja hier nicht der fall. und außerdem find ich es total verwirrend, dass sie sich in dieselbe richtung nach dem stoß bewegen und nicht aneinander haften bleiben.
denn wir haben ja die möglichkeit eines elastischen stoßes, bei dem die stoßen körper ihre geschwingkeiten austauschen und sich nach dem Stoß entgegengesetzt ihrer ürsprünglichen richtung bewegen und auseinander laufen (kin. gesamtenergie bleibt erhalten). beim unelastischen stoßen bewegen sich die Körper ja in dieselbe Richtung mit derselben Geschwindigkeit wobei sie aneinander haften bleiben.(kin. Gesamtenergie bleibt nicht erhalten)

da wir hier so was wie ein mix aus einem elastischen stoß (körper bleiben nicht aneinander haften) und unelastischem Stoß ( bewegen sich in dieselbe Richtung), bin ich eigentlich ein bisschen verwirrt welche Gesetzmäßigkeit nun für die Kin. energie gelten soll, ob sie nun erhalten bleiben soll oder nicht. Und selbst wenn ja, dann iritiert mich immer noch die tatsache, dass die kugeln nach dem stoß in dieselbe Richtung laufen und nicht in unterschiedliche, aber das hat ja bei der kin. Energie ja nicht zu sagen, da zählt ja nur, das der betrag erhalten bleibt,oder?
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FQ: 8./9. September: Interview failed

[Max L.]

Der vesteifte Blick eines Physik-LKlers ist zum Kotzen ^^

Wenn sich die Kugeln aufeinander zu bewegen, und dann eine "Einheit" bilden, und beide die selbe Masse hatten und die selbe Geschwindigkeit, dann muss diese "Billiardkugelklumpen" natürlich liegen bleiben ^^

Mithin ist v=0 bei 2*m. Also ist der EEs auch nicht erfüllt, du dürftest recht haben.

Entschuldige die Verwirrung, aber ich hab mein Physikabi ja zum Glück schon hinter mir ^^
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Gruß! Max

[HighSky]

Oh mann du hast ja recht. Warum es sich einfach machen, wenns auch kompliziert geht. War wohl ein bisschen viel Gehirnakrobatik und das noch obwohl ich nur Physik GK hatte trotdem danke für deine Hilfe
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[Sicherheitssalamander]

Also in der Aufgabenstellung Teil 1 steht doch das die Kugeln nach dem Stoß mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung weiterrollen. In der Realität würde so etwas sicher nicht passieren es sei denn die eine Kugel ist deutlich schwerer als die andere und die Kugeln "klinken" sich irgendwie zusammen.

Lässt man diese Tatsache außen vor so kann man aber annehmen das der EES gilt, da jede Kugel die gleiche Geschwindigkeit wie vor dem Stoß besitzt. Die Richtung der Geschwindikteit ist für den EES unerheblich.

Der IES ist allerdings verletzt da Anfangsimpuls E_a = m1 * 10 m/s + (- m2 * 10 m/s ) = 10 m/s * (m1-m2) und Endimpuls E_e = 10 m/s * (m1 + m2) ungleich sind. Wären beide Kugeln gleich schwer so wäre der Anfangsimpuls Null und der Endimpuls von Null verschieden.

Zu: