Körper AKörper BUmgewandelt
WAS PASSIERT?
PHYSIK IN AKTION / LABOR 05
Stoßlabor.
Zwei Körper. Eine Begegnung. Entdecke, was sich ändert und was erhalten bleibt.
0,00 s
ERKUNDE DEN VERSUCH
0 sStoß · 1,28 s4,28 s
IMPULS p
0,00 kg·m/s
Im System erhalten
KINETISCHE ENERGIE Ec
8,00 J
100 % der anfänglichen kinetischen Energie
UMGEWANDELTE ENERGIE ΔE
0,00 J
Verformung, Wärme und Schall
Hinter der Bewegung
Physik auf einen Blick.
Ein Einstieg
VIER WEGE ZUM ENTDECKENDein Laborheft
| Körper | Masse | Anfangsgeschwindigkeit | Endgeschwindigkeit | Anfangs- → Endimpuls | Anfangs- → Endenergie (kinetisch) |
|---|
Die Endwerte sind eine analytische Vorhersage des Stoßes.
Das wissenschaftliche Modell Annahmen, Formeln und Grenzen +
Ein eindimensionaler Stoß
Zwei Körper bewegen sich auf einer idealen waagerechten Bahn ohne Reibung und äußere horizontale Kräfte. Der Stoß ist augenblicklich und frontal. Rotation, Luftwiderstand und sichtbare Verformung entfallen. Die Kugeln verschieben sich; Rollen wird nicht modelliert.
Die Mittelpunkte starten bei −3 m und +3 m. Jeder Körper hat unabhängig von der Masse eine physikalische Halblänge von 0,45 m. Kugeln und Fahrzeuge verwenden dasselbe Modell.
Was berechnet wird
Impuls: p = m₁v₁ + m₂v₂
Kinetische Energie: Ec = ½m₁v₁² + ½m₂v₂²
Stoßzahl: v₂ − v₁ = e(u₁ − u₂)
Umgewandelte Energie: ΔE = ½μ(1 − e²)(u₁ − u₂)² · μ = m₁m₂/(m₁ + m₂).
u ist die Anfangs-, v die Endgeschwindigkeit. Bei u₁ ≤ u₂ holen die Körper einander nicht ein. Umgewandelte Energie verschwindet nicht: Sie wird zu innerer Energie, Verformung und Schall. Die einzelnen Anteile werden nicht berechnet.
Die Darstellung verstehen
+ bedeutet Bewegung nach rechts, − nach links. Die Ansicht passt sich an, damit beide Körper sichtbar bleiben. Geschwindigkeitspfeile haben einen eigenen Maßstab, Beschriftungen bleiben lesbar. Werte werden nur für die Anzeige gerundet. Geschwindigkeitspfeile haben eine begrenzte Länge: Vergleiche die Beträge anhand der Zahlenwerte.
Bei e = 1 ist der Stoß elastisch, bei 0 < e < 1 teilweise unelastisch. Bei e = 0 bleiben die Körper zusammen: Der Gesamtimpuls bleibt erhalten, die kinetische Energie im Allgemeinen nicht.