6. ¨Ubung (KW 49)

Physik 1 ET, WS 2012
— Aufgaben —
6. Übung (KW 49)
6. Übung (KW 49)
Aufgabe 1
(M 5.2 Zwei Kugeln“)
”
Zwei Kugeln mit den Massen m1 = m und m2 = 2m bewegen sich mit gleichem Geschwindigkeitsbetrag v aufeinander zu. Welche Geschwindigkeiten v10 und v20 ergeben
sich nach dem Zusammenstoß, wenn dieser
(a) vollkommen elastisch,
(b) vollkommen inelastisch erfolgt?
(c) Wie groß ist im Fall (b) der Energieverlust ∆E?
Aufgabe 2
(M 5.4 Stoßpendel“)
”
Ein Stoßpendel besteht aus einer dünnen Stange der Länge l, die am unteren Ende
einen Holzklotz mit der Masse mH trägt. Wird eine Kugel der Masse mK in den
Holzklotz geschossen, so schlägt das vorher ruhende Pendel um die Strecke xm aus.
Wie groß war die Geschwindigkeit v des Geschosses?
l
l
v
mH
mK
0
xm
x
l = 2.0 m, mH = 0.80 kg, mK = 5.0 g, xm = 20 cm
Jens Patommel <[email protected]>
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Aufgabe 3
— Aufgaben —
6. Übung (KW 49)
(M 5.7 Zwei Fahrzeuge“)
”
Zwei aneinander gekoppelte Fahrzeuge mit den Massen m1 und m2 bewegen sich
mit konstanter Geschwindigkeit v0 auf gerader Bahn. Zwischen beiden Fahrzeugen
befindet sich eine (nicht befestigte) um die Länge x zusammengedrückte Feder der
Federkonstanten k. Nach Lösen der Kopplung entspannt sich die Feder.
v0
k
m1
m2
(a) Welche Geschwindigkeiten v1 und v2 besitzen danach die beiden Fahrzeuge?
(Man betrachte Energie und Impuls in einem System, das sich mit dem Schwerpunkt bewegt.)
(b) Es sei m1 = m2 sowie v1 = 0. Wie groß ist dann v2 , und um welche Länge x war
die Feder gespannt? Wo ist die Energie des zur Ruhe gekommenen Fahrzeuges
beblieben?
v0 = 1.00 m s−1 , m1 = m2 = 500 kg, k = 40 kN m−1
Aufgabe 4
(M 5.9 Billardstoß“)
”
Eine (nicht rotierende) Kugel mit dem Radius r bewegt sich geradlinig mit der
Geschwindigkeit v0 so auf eine gleichartige ruhende Kugel zu, dass ein schiefer,
vollkommen elastischer Stoß stattfindet. Die Gerade, auf der sich die erste Kugel der
zweiten Kugel nähert, führt im Abstad d (sog. Stoßparameter) an deren Zentrum
vorbei.
v1
v0
d
↵1
1
↵2
2
Jens Patommel <[email protected]>
v2
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— Aufgaben —
6. Übung (KW 49)
(a) Unter welchem Winkel α2 wird die zweite Kugel gestoßen?
(b) Stellen Sie die Aussage des Impulserhaltungssatzes in vektorieller Form zeichnerisch dar!
(c) Wie groß ist der Winkel α1 , unter dem sich die erste Kugel nach dem Stoß
weiterbewegt?
(d) Wie groß sind die Geschwindigkeiten v1 und v2 der Kugeln nach dem Stoß?
d = 12 mm,
Aufgabe 5
r = 10 mm,
v0 = 10 cm s−1
(M 5.6 Schmiedehammer“)
”
Beim Schmieden sollen 95 % (f = 0.95) der Energie des Hammers (mH ) zur plastischen Verformung eines Werkstücks (mW mH ) verwendet werden. Der Amboss
hat die Masse mA = 95 kg. Welche Masse mH muss der verwendete Hammer haben?
(Die Wechselwirkung mit der Unterlage des Ambosses braucht nicht berücksichtigt
zu werden.)
Quellen
Die Aufgaben sind entnommen aus: Peter Müller, Hilmar Heinemann, Heinz Krämer,
Hellmut Zimmer, Übungsbuch Physik, Hanser Fachbuch, ISBN: 978-3-446-41785-4
http://www.hanser-fachbuch.de/buch/Uebungsbuch+Physik/9783446417854
Die Übungs- und Lösungsblätter gibt es unter
http://newton.phy.tu-dresden.de/~patommel/Physik_1_ET
Die Homepage zur Vorlesung findet sich unter
http://www.iapp.de/iapp/lehre/materialien/?v=pe
Jens Patommel <[email protected]>
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