Physik 1. Stoßprozesse Impulserhaltung.

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2 Physik Mechanik Impulserhaltung 3 Physik 1. Stoßprozesse Impulserhaltung. WS 15/16 1. Sem. B.Sc. Oec. und B.Sc. CH

3 Physik Mechanik Impulserhaltung 5 Themen Stoßprozesse qualitativ quantitativ Impulserhaltungssatz

4 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 6 Stoßprozesse Als Stoß bezeichnet man in der Physik den Zusammenstoß mehrerer Körper Mindestens zwei Körper beteiligt ein Körper muss in Bewegung sein Einfache Stoßprozesse: Zwei Körper eindimensional ein bewegter, ein ruhender Körper zwei bewegte Körper abgeschlossenes System kein Massenaustausch und keine wirkenden Kräfte zwischen System und Außen

5 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 7 STOßPROZESSE QUALITATIV BETRACHTET

6 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 9 Arten von Stöße (1/3) (SP) Elastischer Stoß: Kinetische Energie wird übertragen keine Umwandlung von kinetischer Energie in andere Energieformen Stöße zwischen Kugeln sind näherungsweise elastisch Beispiel: Billardkugeln

7 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 11 Arten von Stöße (2/3) (SP) Inelastischer Stoß Teile der kinetischen Energie werden übertragen umgewandelt in andere Energieformen Reibung Wärme Verformung

8 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 13 Arten von Stöße (3/3) (SP) Vollständig inelastischer Stoß Körper haften nach dem Stoß aneinander Körper haben gemeinsame Geschwindigkeit oder ruhen

9 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 14 Beispiel: Stöße Überlegen Sie sich je ein weiteres Beispiel für einen elastischen Stoß inelastischen Stoß vollkommen inelastischen Stoß

10 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 15 STOßPROZESSE QUANTITATIV BETRACHTET

11 Physik Mechanik Impulserhaltung Stöße 16 Welche Stöße warum berechnen? Elastische Stöße einfach berechenbar, da keine Energieumwandlung (vollkommen) inelastische Stöße teilweise berechenbar Lebensmittel (Obst, Eier) Transportieren Verpacken Verarbeiten Anforderungen an Verpackungen

12 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß 18 Elastischer Stoß: Wie berechnet man die Geschwindigkeiten? (SP)

13 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß 19 Berechnung der Geschwindigkeiten Energie- und Krafterhaltung reichen zur Beschreibung nicht aus. Zusätzlich erforderlich: Impulserhaltungssatz

14 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß 21 Impulserhaltung (SP) Definition des Impulses (Die Richtung von p und v ist dabei wichtig) Wir betrachten nur lineare (= eindimensionale) Stöße, deshalb reicht (vgl. Arbeit) p mv Impulserhaltungssatz

15 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß 22 Aufgabe Eine Tafel Schokolade wird so fallen gelassen, dass sie nach einer 1 s auf dem Boden auftrifft. Wie groß ist ihr Impuls in dem Moment? Hinweis: Überlegen Sie sich zuerst, wie groß die Geschwindigkeit der Tafel Schokolade beim Auftreffen auf den Boden ist

16 23 Lösung

17 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß zweier Kugeln 25 Eindimensionaler Stoß zweier Kugeln (1/2) (SP)

18 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß zweier Kugeln 27 Eindimensionaler Stoß zweier Kugeln (2/2) (SP) I. Energieerhaltung II. E vorher E Impulserhaltung p p E nachher E kin, vorher kin, nachher m v m v m v m v i , vorher 2 2 2, vorher 2 1 1, nachher 2 2 2, nachher i, vorher i, nachher i m v m v m v m v 1 1, vorher 2 2, vorher 1 1, nachher 2 2, nachher

19 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß zweier Kugeln 28 Ergebnisse Die Geschwindigkeit v 2,nachher ist die Summe aus den Geschwindigkeiten v 1,vorher und v 1,nachher Die Geschwindigkeiten nach dem Stoß v 1,nachher und v 2,nachher hängen von den Massen der Kugeln m 1 und m 2 ab Massenverhältnis v 1,nachher v 2,nachher m 1 = m 2 0 v 1,vorher m 1 >> m 2 v 1,vorher 2 v 1,vorher m 1 << m 2 -v 1,vorher 0

20 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß zweier Kugeln 31 Experimenteller Nachweis (SP)

21 Physik Mechanik Impulserhaltung elastischer Stoß zweier Kugeln 33 Gegen die Wand (SP)

22 Physik Mechanik Impulserhaltung 34 Beispiel Warum spritzt es, wenn Sie z.b. Soße so umgießen, dass dabei Tropfen entstehen?

23 Physik Mechanik Erhaltungssätze 36 Zusammenfassung (SP) Erhaltungssätze der Mechanik Krafterhaltung (1. bzw. 2. Newtonscher Satz) Energieerhaltung Impulserhaltung

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