AU_elastischerStoß

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Impuls und Impulserhaltung
Ph 12
Aufgaben zum vollkommen elastischen Stoß
1.
1.1
1.2
2.
2.1
2.2
3.
3.1
3.2
4.
4.1
4.2
4.3
Zwei Gleitkörper haben die Massen m1 = 100 g und m2 = 200 g.
Sie bewegen sich reibungsfrei längs einer geraden Bahn mit den Geschwindigkeiten
m
m
v1  4,0 und v 2  2,0 und stoßen elastisch zusammen.
s
s
Berechnen Sie die Geschwindigkeiten u1 und u2, die die Körper nach dem Stoß besitzen!
[u1 = - 4,0 m/s; u2 = 2,0 m/s]
Berechnen Sie die gesamte kinetische Energie, die die Körper vor und nach dem Stoß besitzen!
[Ekin = 1,2 J]
Ein Fahrzeug der Masse m = 4,0 kg bewegt sich mit der Geschwindigkeit v1 = 6,0 m/s längs
einer geraden Bahn. Es holt ein zweites Fahrzeug mit der Masse m2 = 10 kg ein und stößt mit
ihm elastisch zusammen. Bei diesem Zusammenstoß kommt das erste Fahrzeug zur Ruhe.
Welche Geschwindigkeit v2 hatte das Fahrzeug 2 vor dem Stoß? [1,8 m/s]
Berechnen Sie die Geschwindigkeit u2, die das Fahrzeug 2 nach dem Stoß besitzt![u2 = 4,2 m/s]
Eine Stahlkugel hat die Masse m1. Sie stößt mit der Geschwindigkeit v1 zentral und elastisch
auf eine ruhende Glaskugel der Masse m2 = 1/3 m1. Nach dem Stoß bewegt sich die Glaskugel
mit der Geschwindigkeit u2 = 9,0 m/s.
Berechnen Sie die Geschwindigkeit v1, die die Stahlkugel vor dem Stoß hatte! [v1 = 6,0 m/s]
Wie groß ist die Geschwindigkeit der Stahlkugel nach dem Stoß? [u1 = 3,0 m/s]
Zwei Eisenbahnwagen haben die gleiche Masse m = 5,0 t.
Sie rollen in gleicher Richtung auf einem Gleis, der vordere mit der Geschwindigkeit
v1 = 30 km/h, der hintere hat die Geschwindigkeit v2 = 50 km/h.
Welche Geschwindigkeiten u1 und u2 besitzen beide nach einem elastischen Zusammenstoß?
[u1 = 50 km/h; u2 = 30 km/h]
Welche Geschwindigkeit u besitzen beide, wenn beim Zusammenstoß die Kupplung einrastet?
[u = 40 km/h]
Welcher Anteil an Energie wird beim Zusammenstoß in Wärme umgewandelt? [E = 39 kJ]
5.
Zwei hochelastische Kunststoffbälle mit den Massen ml
und m2 werden in einer bestimmten Höhe h gehalten.
Dabei berühren sich die Bälle, wobei sich der Ball mit der
kleineren Masse ml lotrecht über dem anderen befindet.
Lässt man die Bälle gleichzeitig los, so beobachtet man
nach dem Aufprall auf dem Boden, dass der obere Ball
eine Höhe H erreicht, die deutlich größer ist als die
Fallhöhe h.
Berechnen Sie H in Abhängigkeit von h für m2 = 5ml .
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h]
[H 
9
Hinweis:
Nehmen Sie vereinfachend an, dass alle Stöße vollkommen elastisch erfolgen und dass die
Ausdehnung der Bälle gegenüber der Fallhöhe h vernachlässigt werden kann.
Um die einzelnen Vorgänge besser zu überblicken stellen wir uns vor, dass sich die beiden Bälle von
Anfang an nicht berühren, sondern mit einem kleinen Abstand zueinander fallen.
Sie haben kurz bevor der untere Ball auf dem Boden aufprallt die gleiche Geschwindigkeit.
Aumüller Physik FOS Altötting 06.04.2017