Elastischer Stoß

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Aufgabe 2

Ein Güterwaggon der Masse 25t rollt ein 50m langes, unter 2° gegen die Horizpntale geneigtes Gleis hinab und stößt dann auf einen dort abgestelltes, ruhenden Güterwaggon der Masse 18t.

Mit welcher Geschwindigkeit stößt der erste Waggon an den zweiten?

Gegeben:

Gesucht:

Dazu berechnen wir zunächst die Gesamthöhe, die der Waggon aus potenzieller Energie in Bewegungsenergie umwandelt.

Mit dem Energieerhaltungssatz können wir nun die Geschwindigkeit berechnen:

Antwort: Der erste Güterwaggon trifft mit einer Geschwindigkeit von auf den Zweiten.

Mit welcher Geschwindigkeit rollen die beiden Waggons weiter?

Gegeben:

Gesucht:

physikalischer Zusammenhang: und

Einsetzen ergibt: und

Antwort: Der erste Waggon fährt nach dem Stoß mit einer Geschwindigkeit von , der zweite Waggon mit

Aufgabe 3

Ein Körper der Masse und der Geschwindigkeit trifft auf einen zweiten, ruhenden Körper der Masse . Nach dem Stoß bewegen sich beide Körper mit gleich großer, aber entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit voneinander weg. Wie groß ist die Masse des zweiten Körpers und wie groß die Geschwindigkeiten nach dem Stoß?

Gegeben: , außerdem gilt die Bedingung

Gesucht:

physikalischer Zusammenhang: und

Aus der Bedingung folgt also:

Also:

Einsetzen ergibt:

Damit ergibt sich und

Aufgabe 4

Von zwei in gleicher Höhe pendelnd aufgehängten elastischen Kugeln ist die eine doppelt so schwer () wie die andere. Die schwerere Kugel wird um die Höhe angehoben und losgelassen. Welche Höhe und erreichen die Kugeln nach dem Zusammenprall?

Gegeben:

Gesucht:

Berechne zunächst mit dem Energieerhaltungssatz die Aufprallgeschwindigkeit:

Anschließend können die Geschwindigkeiten nach dem Stoß berechnet werden:

Damit können widerum mit dem Energieerhaltungssatz berechnet werden, welche Höhe die beiden Kugeln erreichen: