Physik A VL10 ( )
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- Alma Ziegler
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1 Physik A VL 3.. Ilse nd Sösse Ilse nd Ilserhalng Sossgeseze Bewegng bei koninierlicher assenänderng: Rakeenanrieb
2 Der Ils oder rafsoß Ilse nd Sösse rafwirkngen af einen örer sind häfig zeilich begrenz der Geschwindigkeiszwachs, den ein örer drch eine raf erfähr, häng on der raf F selbs nd der Zeidaer Δ der inwirkng ab raf al Zei = rafsoß = Ils F kg s Ns in rafsoß kann i zeilich konsaner oder zeilich eränderlicher raf erfolgen F F = cons. F F F Δ
3 Der Ils oder rafsoß Ilse nd Sösse Der Ils oder rafsoß is allgeein definier als: F Ugekehr gil für die raf: F d a a d d a d F As 3. Newon schen Axio raf = Gegenkraf, F F F F folg: d d d F F Ableing einer Fnkion is Nll Fnkion is konsan Gesez der Ilserhalng: Ohne inwirkng äßerer räfe gil: gesa i i i i i cons. cons.
4 Der Ils oder rafsoß Ilse nd Sösse i de Gesez der Ilserhalng ergib sich für ein Zwei-Teilchen-Syse: F F d nd dai gil für die Ilserhalng: d d cons. In eine abgeschlossenen Syse, in de nr innere räfe wirken, bleib der Gesails = Vekorse aller inzelilse erhalen Bilanz der Ilse or nd nach eine Soß: orher orher nachher nachher bei sehr nerschiedlichen assen >>, asse or de Soß in Rhe: Rücksoß
5 Der Ils oder rafsoß Ilse nd Sösse Bei sehr nerschiedlichen assen >>, asse or de Soß in Rhe: Rücksoß Beisiel: Haer af Aboss Schlag i eine Haer der asse 5 kg nd der Geschwindigkei af einen Aboss der asse kg : Ils des Aboss or de Soss: Aboss Aboss Da >> : Ils des Haers or de Schlag is engegengesez de Ils des Haers nach de Schlag. Ils des Aboss bleib annähernd Nll. orher nachher Dai gil für den rafsoß: F nachher orher Rücksoß
6 Ilse nd Sösse Die Soßgeseze Soß = schnelle Wechselwirkng i Ils- nd nergieänderngen Aren der Wechselwirkng:. echanisch. lekrisch 3. agneisch Behandlng der Vorher-Nachher-Bilanz drch rhalngssäze: nergiesaz nd Ilssaz : Geschwindigkeien or de Soß : nach de Soß
7 Die Soßgeseze - Soßaren Ilse nd Sösse elasischer Soß: Ils nd Bewegngsenergie bleiben erhalen inelasischer Soß: Nr Ils, nich Bewegngsenergie bleib erhalen, - kineische nergie wird in Wäre- oder Verforngsenergie gewandel ollkoen nelasischer Soß: Soßarner bleiben zsaen nd bewegen sich geeinsa weier rweierng des nergiesazes: W elasischer Soß: ΔW = inelasischer Soß: Δ W
8 Die Soßgeseze - Soßaren Ilse nd Sösse zenraler Soß: nich-zenraler / schiefer Soß: Bewegngen enlang einer Wirklinie, keine Winkel, keine Drehbewegng nach de Soß Soßarner reffen sich seilich, bewegen sich in erschiedene Richngen, Drehbewegng is öglich or de Soß: nach de Soß:
9 Ilse nd Sösse Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß Ilserhalng nergieerhalng : Geschwindigkeien or de Soß : nach de Soß
10 Ilse nd Sösse nergieerhalng : Geschwindigkeien or de Soß : nach de Soß Ilserhalng kürzen: nd insezen in den Ilserhalngssaz s.o.: Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß
11 Ilse nd Sösse Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß Aflösen/Usellen nach den Geschwindigkeien nach de Soß für: asse : asse :
12 Ilse nd Sösse Die beiden assen aschen ihre Geschwindigkeien jeweils as! Geschwindigkeien nach de Soß: asse : asse : Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß Beisiel a: Soß gleicher assen = = nd Sezialfall: asse or de Soß in Rhe
13 Ilse nd Sösse Geschwindigkeien nach de Soß: asse : asse : Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß Beisiel b: Soß i der doelen asse = ; = = Sezialfall: asse or de Soß in Rhe 3 nd 3
14 Ilse nd Sösse Geschwindigkeien nach de Soß: asse : asse : Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel : zenraler elasischer Soß Beisiel b: Soß gegen eine Wand = ; = ; = li Rücksoß li li rweiern i /
15 Die Soßgeseze - Soßaren Ilse nd Sösse Beisiel : ollkoen nelasischer Soß Soßarner bleiben zsaen nd bewegen sich geeinsa weier Geschwindigkei der kobinieren asse + nach de Soß is nr drch den Ilssaz besi: Bei Uwandlng kineischer nergie in Wäre- oder Verforngsenergie: Verwendng des erweieren nergiesazes: W
16 Ilse nd Sösse Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel 3: Radioakier Zerfall in Poloni-ern eiier bei radioakien Zerfall ein -Teilchen He-Ao i = 7 /s. Wie groß is der Rücksoß af den ern? Ilserhalng:
17 Ilse nd Sösse Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel 3: Radioakier Zerfall Welchen Aneil ha die kineische nergie des -Teilchens nd des erns an der Gesaenergie? nergie- nd Ilserhalng:
18 Ilse nd Sösse Beisiel 3: Radioakier Zerfall Welchen Aneil ha die kineische nergie des -Teilchens nd des erns an der Gesaenergie? Die Soßgeseze - Soßaren analog:,85%, ,5%,
19 Die Soßgeseze - Soßaren Ilse nd Sösse Beisiel 3: Söße i ehreren geln gelsiel, Newon-Pendel Fall : Sar i einer gel: Zenraler, elasischer Soß gleicher assen = = : Die beiden assen aschen ihre Geschwindigkeien jeweils as! Sezialfall: asse or de Soß in Rhe nd Gleicher Prozess für gel gel 3, gel 3 gel 4, gel 4 gel 5 gel 5 beweg sich als einzige!
20 Die Soßgeseze - Soßaren Beisiel 3: Söße i ehreren geln Ilse nd Sösse Fall : Sar i n geln gleicher asse : Ilserhalng: n n n n nergieerhalng: n n n n n n nd : or de Soß : nach de Soß
21 Ilse nd Sösse ine Anwendng des Ilssazes - Die Rakeengleichngen Proble: koninierliche assenänderng der Rakee drch Treibsofferbrach Ansaz zr Lösng: Ilserhalng für koninierliche assenänderng erweiern d d d F d bei einer Rakee is z eine fesen Zeink die Gesaasse nd die Geschwindigkei. drch das anreibende asse, Assröng i, Absolgeschwindigkei: a = - is z Zeink das Gewich d erringer, nd die Geschwindigkei d erhöh. nach de 3. Newon schen Axio is: F F Rakee wei enfern on der rde: kräfefreie Rakee keine Graiaion, keine Reibng
22 Ilse nd Sösse ine Anwendng des Ilssazes - Die Rakeengleichngen F F Rakee nach de. Newon schen Axio gil dann für die zgehörigen Ilse: F d d Rakee d d F Rakee a Ilsänderng der Rakee: d Rakee d d d d d Ilsänderng des es: d assenabnahe der Rakee = asgesoßene enge d d d a a a, da nach Verlassen der Rakee die Assrögeschwindigkei des es konsan is
23 Ilse nd Sösse ine Anwendng des Ilssazes - Die Rakeengleichngen dai ergib sich für die Änderng des Gesailses: bzw. d Rakee d d d d i d d d d a. Rakeengleichng: d d bei einer zsäzlichen äßeren raf F, z.b: i Graiaionsfeld der rde, gil: d F d
24 Ilse nd Sösse ine Anwendng des Ilssazes - Die Rakeengleichngen Aflösen der Rakeengleichng nach d für die kräfefreie Rakee: d d d Inegraion on = bis ndgeschwindigkei d d ln ln ln ln ndgeschwindigkei der Rakee: ln bzw. i Schwere- Feld der rde: ln g Grndgleichng des idealen Rakeenanriebs
25 Ilse nd Sösse ine Anwendng des Ilssazes - Die Rakeengleichngen Beisiel: Sarn V ondrakee dreisfige Rakee,. Rakeensfe: Sarasse : ndasse : Anfangsges chwindigkei : Geschwindigkei des es Brenndaer der.sfe : : B,9,57 s 5 s 53s kg kg - ohne Berücksichigng der rdbeschlenigng: ln 5 s - ln,9,57 4 s - i Berücksichigng der rdbeschlenigng: ln g B 5 s - ln,9 9,8s,57-53s 5 s -
26 Zsaenfassng Ilse nd Ilserhalng Der Ils oder rafsoß is allgeein definier als: Gesez der Ilserhalng: Ohne inwirkng äßerer räfe gil: In eine abgeschlossenen Syse, in de nr innere räfe wirken, bleib der Gesails = Vekorse aller inzelilse erhalen Sossgeseze Sossaren: elasischer Soß: Ils nd Bewegngsenergie bleiben erhalen inelasischer Soß: Nr Ils, nich Bewegngsenergie bleib erhalen, ollkoen nelasischer Soß: Soßarner bleiben zsaen nd bewegen sich geeinsa weier einfachser Soß: zenraler elasischer Soß - Geschwindigkeien der asse nd nach de Soß: Bewegng bei koninierlicher assenänderng: Rakeenanrieb Grndgleichng des idealen Rakeenanriebs a a F cons. i i i i i gesa ln bzw. i Schwere- Feld der rde: g ln
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