03a. Übungen zum unelastischen Stoß

Bei vollkommen unelastischen Stößen hängen beide am Stoß beteiligten Massen (\(m_1\) und \(m_2\)) nach dem Stoß als eine Masse (\(m_1+m_2\)) aneinander – ein Teil der kinetischen Energie wurde dabei dauerhaft für die Verformung der Körper aufgewandt. Entsprechend kann es nach dem Stoß auch nur mehr eine einzige Geschwindigkeit \(u\), nämlich die der vereinten Masse, geben.

Auch wenn die mechanische Energie bei einem vollkommen unelastischen Stoß nicht erhalten bleibt, gilt die Impulserhaltung bei jedem Stoßprozess. Die Summe der Bewegungsenergien verringert sich. Diese Energiedifferenz erhöht die innere Energie beider Körper.

Es gilt: \(m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) u\)

Simulation

Mit den zwei Radiobuttons rechts oben kann man zwischen elastischem und vollkommen unelastischem Stoß hin- und herschalten. Der Schaltknopf „Zurück“ dient dazu, die Wagen in ihre Ausgangsposition zu bringen; gestartet wird die Simulation durch einen Mausklick auf den Startknopf. Wird die Option „Zeitlupe“ gewählt, so verlangsamt sich dadurch die Bewegung um den Faktor 10.

Mithilfe der vier Eingabefelder kann man die Anfangswerte für Masse und Geschwindigkeit der beiden Wagen verändern. Dabei stehen positive Geschwindigkeitswerte für eine Bewegung nach rechts, negative dagegen für eine Bewegung nach links. Extreme und sinnlose Eingaben werden automatisch abgeändert.

Je nachdem, welcher Radiobutton im unteren Teil der Schaltfläche ausgewählt wurde, stellt die App Geschwindigkeiten, Impulse oder kinetische Energien der Wagen graphisch dar.

 

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