¨Ubungen zur Experimentalphysik I

Institut für Angewandte Physik
und Messtechnik
Prof. Dr. Günther Dollinger
Übungen zur Experimentalphysik I
Blatt 4
Aufgabe 1
Elastischer Stoß
Eine Kugel der Masse M stößt vollkommen elastisch mit der Geschwindigkeit v0 unter dem
Winkel Θ auf eine Kugel der gleichen Masse.
a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit v der ersten Kugel als Funktion des
Streuwinkels Θ.
M
M
v1
�
�
v0
b
M
M
vorher
v2
nachher
Abbildung 1: Elastischer Stoß zweier Kugeln
b) Wie ergibt sich der zentrale Stoß als Spezialfall des nicht zentralen Stoßes?
Aufgabe 2
Inelastischer Stoß
Ein Ballistiker möchte die Abschussriefen einer Pistolenkugel (m1 = 7, 5 g) untersuchen.
Dazu schießt er sie senkrecht von unten in einen Ballistik-Gel Block (m2 = 2 kg). Die Kugel
bleibt darin stecken. Wie weit wird der Ballistik-Gel Block nach oben geschleudert (ohne
Reibung), wenn die Kugel beim Aufprall eine Geschwindigkeit von v = 340 ms hat.
m2
m1
v
Abbildung 2: Pistolenkugel wird auf einen Ballistik-Gel Block geschossen.
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Aufgabe 3
Trägheitsmomente verschiedener Körper
Berechnen Sie die Trägheitsmomente folgender Körper:
a) Dünner Stab (Masse m, Länge l, homogene Dichte ρ) um die Achsen I und II
��
�
l/2
l/2
Abbildung 3: Dünner Stab
b) Zylinder mit Masse M und homogener Dichte ρ um die Mittelachse.
1) Hohlzylinder (Außenradius R2 , Innenradius R1 )
2) Zylinder mit unendlich dünnem Rand (Radius R1 = R2 = R)
3) Vollzylinder (R2 = R und R1 = 0)
R2
R1
h
Abbildung 4: Zylinder
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