06 Impuls

Impulserhaltungssatz, Kraftstoß, Stoßvorgänge

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Set of flashcards Details

Flashcards	20
Students	33
Language	Deutsch
Category	Physics
Level	Secondary School
Created / Updated	12.11.2013 / 16.09.2023
Weblink	https://card2brain.ch/box/06_impuls
Embed	<iframe src="https://card2brain.ch/box/06_impuls/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>

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Wie lauten die Impulserhaltungssätze?

Hilfe gibt es auch online auf:

http://doerler.gmxhome.de

Die Summe aller Impulse in einem abgeschlossenen System ist konstant.
Der Impuls vor dem Stoß, ist der Impuls nach dem Stoß.

Wie lautet die Formel für den Kraftstoß? (Kraftstoß = Impulsänderung)

\(\Delta \vec p = \vec F \cdot \Delta t = m \cdot \Delta \vec v\)

Bem.: Die Änderung des Impulses erfolgt durch eine zeitlich begrenzte Krafteinwirkung, den Kraftstoß.

Wann spricht man von einem elastischen Stoß?

Wenn nach dem Stoß Verformung übrig bleiben

Wenn nach dem Stoß keine bleibenden Verformung entstehen

Wenn sich nach dem Stoß sich weiterhin die zwei verschiedenen Körper bewegen

Wenn sich nach dem Stoß nur noch ein Körper bewegt

Der rechte Astronaut ruht. Der linke schwebt mit einer Geschwindigkeit v auf den rechten zu.

Welche Geschwindigkeit stellt sich für beide Astronauten gemeinsam ein?

(Beide Astronauten haben die gleiche Masse = m)

Phys. Ansatz: Der Gesamtimpuls vorher ist gleich dem Gesamtimpuls nacher.

\(m\cdot v+m\cdot0\frac{m}{s}=(m+m)\cdot u\)

\(\rightarrow u=\frac{v}{2}\)

Verformungsenergie...

...tritt bei einem unelastischen Stoß auf.

...tritt bei einem elastischen Stoß auf.

...tritt während des freien Falls auf.

Kugel A bewegt sich auf die ruhende Kugel B zu.

Nach der Kollision,

nimmt der Impuls im System B zu.

nimmt der Impuls im System B ab.

bleibt der Impuls im System B unverändert.

Kugel A bewegt sich auf die ruhende Kugel B zu.

Nach der Kollision,

nimmt der Impuls im System A+B zu.

bleibt der Impuls im System A+B unverändert.

nimmt der Impuls im System A+B ab.

Wie lautet die Formel für den Impuls?

\(\vec{p}=m\cdot\vec{v}\)

\([p] = 1 \frac{kg\ \cdot \ m}{s}\)

Wann spricht man von einem vollkommen unelastischen Stoß?

Wenn sich nach dem Stoß nur noch eine Masse bewegt

Wenn sich nach dem Stoß verschiedene Massen bewegen

Wenn nach dem Stoß keine Verformung entsteht

Wenn nach dem Stoß eine Verformung entsteht

Mit welcher Formel kann man die Gesamtgeschwindigkeit u nach einem vollkommen unelastischen Stoß zweier Objekte mit einer Masse m₁ und m₂und einer Geschwindigkeit v₁ und v₂berechnen?

\(p_{vor}=p_{nach}\)

\(m_1\cdot v_1+m_2\cdot v_2=u \cdot(m_1 + m_2) \Rightarrow \)

\(u={m_1\cdot v_1+m_2\cdot v_2\over{m_1 + m_2}}\)

Bemerkung: Wenn sich die beiden Körper in entgegengesetzte Richtungen bewegen, muss im Zähler die Differenz gebildet werden.

Wie lautet die Einheit des Impulses? Wie lautet die Einheit des Kraftstoßes (=Impulsänderung)?

Einheit des Impulses: \([p] = [m \cdot \vec v] = 1 kg \frac m s\)

Einheit des Kraftstoßes: \([\Delta p] = [F \cdot \Delta t] = 1Ns\)

Kugel A bewegt sich auf die ruhende Kugel B zu.

Nach der Kollision,

nimmt der Impuls im System A ab.

nimmt der Impuls im System A zu.

bleibt der Impuls im System A unverändert.

Lässt man einen aufgeblasenen Luftballon los so "flitzt" dieser - meist recht unregelmäßig - durch die Luft.

Erkläre physikalisch sauber, wie es zur Fortbewegung kommt.

Die ausströmende Luft erzeugt einen Impuls nach hinten und deswegen erfährt der Luftballon einen Impuls nach vorne, damit der Gesamtimpuls Null erhalten bleibt

Ein Klumpen Knetmasse wird auf den Boden fallengelassen. Erfahrungsgemäß bleibt er dort liegen. Warum springt er nicht zurück wie ein Gummiball? Erkläre anhand des Impulserhaltungssatzes!

Der Klumpen vollführt einen inelastischen Stoß. Das heißt (unter Annahme eines ruhenden Bodens):

\(m_1\cdot v_1+m_2\cdot 0=(m_1+m_2)\cdot u\)

\(u=\frac{v_1\cdot m_1}{m_1+m_2}\)

Wenn nun \(m_2\rightarrow\infty\), so folgt daraus \(u\rightarrow0\).

Zwei Kugeln gleicher Masse (m) und gleicher Geschwindigkeit (v) treffen zentral aufeinander. Gib alle Möglichkeiten für das nachfolgende Geschehen an, die wir bereits berechnen können!

Es gibt zwei uns bekannte Spezialfälle:

1.) vollkommen elastischer Stoß:

Es gibt keinerlei Verformung, die beiden Kugeln bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung fort.

2.) vollkommen inelastischer Stoß:

Die gesamte kin. Energie wird in Verformungsenergie umgewandelt. Die Kugeln bewegen sich danach nicht mehr.

Mit welcher Geschwindigkeit fahren diese zwei gleich schweren Autos nach einem vollkommen elastischen Stoß weiter ?

Es kommt zum Geschwindigkeitsaustausch:

\(u_{links} = -1 {m\over s}\)

\(u_{rechts} = 2 {m\over s}\)

Wie lautet die Formel des Impulserhaltungssatzes, wenn sich nach einem Zusammenstoß von zwei Körpern nur noch eine gemeinsame Masse bewegt?

m1·v1 + m2·v2 = m1·u1 + m2·u2

m1·v1 + m2·v2 = (m1 + m2)·u

v1·u1 + v2·u2 = m1 + m2

m1·m2 + v1·v2 = m1·u1 + m2·u2

m1·v2 + m2·v1 = u

Was ist ein Kraftstoß?

Eine Impulsänderung durch eine externe Krafteinwirkung.

Eine Geschwindigkeitsänderung durch eine externe Krafteinwirkung .

Eine Impulserhaltung durch eine externe Krafteinwirkung.

Eine zeitlich begrenzte Krafteinwirkung.

Erkläre das Kugelstoßpendel (Newton-Pendel) mithilfe des Impulserhaltungssatz (IES).

Die ruhende Kugel nimmt den Impuls der aufprallenden Kugel auf und gibt ihn an die daneben liegende Kugel ab, und dann die nächste und so weiter. Die letzte Kugel kann keinen Impuls mehr weitergeben und wird dadurch abgestoßen.

Welche Möglichkeiten treffen zu, um den Impuls eines Körpers zu ändern?

Es ändert sich die Masse des Körpers, bei einer Rakete z.B. durch Verbrennen und Ausstoßen von Treibstoff.

Es ändert sich nichts, der Körper verharrt in Ruhe.

Es ändert sich die Richtung der Geschwindigkeit, z.B. bei einer Kurvenfahrt oder bei der Bewegung eines Satelliten um die Erde.

Es ändert sich der Betrag der Geschwindigkeit, z.B. durch Abbremsen des Körpers.

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