Big Bang Physik 6, Schulbuch

G 6.1: Mechanik/RG 6.1: Mechanik 2  7 Impuls  16  Würde er mit 15° aufsetzen, müsste er bereits die doppelte Energie abfangen und bei 20° schon die vierfache. Je weiter er also ins Flache kommt, desto schwieriger wird der Auf- sprung. Die Fahne zeigt den K-Punkt an, ab dem der Hang wieder flacher wird. Mathematisch gesehen handelt es sich dabei um den Wendepunkt des Hanges. Heutzutage orientiert man sich nicht mehr am K-Punkt, sondern an der Hillsize (Abb. 16.13). Zusammenfassung Bei plastischen Stößen werden die Objekte dauerhaft verformt (außer es handelt sich um Lebewesen) und ein Teil der Bewegungsenergie wird in Wärme umgewandelt. Bei sehr ungleich schweren Objekten können es praktisch 100% sein. 16.3 Billard- und Fußballstoß Elastische Stöße Bei elastischen Stößen bleibt nicht nur der Impuls, sondern auch die kinetische Energie erhalten. Bei einem 100% elasti- schen Stoß entstünde keine Wärme. Es würde keine Bewe- gungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt. In der Praxis gibt es so etwas nicht, wir vereinfachen also wieder. Abb. 16.12:  Umwandlung von kinetischer Energie in Wärme bei unter- schiedlichem Aufprallwinkel (siehe Lösungsteil zu F8 ) Abb. 16.13:  Die Hillsize ist die Strecke zwischen der Kante des Schan- zentisches und jenem Punkt im Aufsprunghang, an dem der Schanzenauslauf noch ein Gefälle von 32 Grad aufweist. Z Um die Geschwindigkeit nach dem Stoß zu berechnen, genügt bei plastischen Stößen der Impulserhaltungssatz. Elastische Stöße sind komplizierter, weil sich die Stoßpart- ner nach dem Stoß getrennt weiterbewegen. Deshalb braucht man zusätzlich den Energieerhaltungssatz , und es ist in diesem Fall praktischer, die Situation mathematisch zu beschreiben. Wir werden aber einen Spezialfall zunächst ohne Gleichungen überlegen, nämlich den Zusammenstoß von zwei gleich schweren Billardkugeln ( F9 ). Das Bezugssystem kann beliebig gewählt werden. Zunächst legen wir es in den Gesamtschwerpunkt der beiden Kugeln (Abb. 16.15a, S. 8). Wenn dieser zu Beginn in Ruhe ist, dann muss er in Ruhe bleiben, weil keine Kräfte von außen wirken. Die Kugeln bewegen sich aufeinander zu, stoßen elastisch zusammen und werden in die Gegenrichtung reflektiert. Es ist im Prinzip so, als wäre eine unsichtbare Mauer zwischen den beiden Kugeln. Sie bewegen sich vor und nach dem Stoß mit 0,5m/s, nur die Richtung ist umge- kehrt . Diese Bewegung der Kugeln relativ zum Gesamt- schwerpunkt bleibt auch dann erhalten, wenn wir das Bezugssystem wechseln. Eine Billardkugel prallt ohne Drall mit 1m/s zentral auf eine ruhende. Wie bewegen sich die Kugeln nach dem Stoß? Welche Mindestmasse relativ zum Meißel sollte ein Hammer haben: leichter, schwerer oder gleich schwer? Und kannst du das begründen? Fußballschuss: Wieso sinkt die Geschwindigkeit des Fußes kurz vor dem Ballkontakt wieder ab? Und wie ist es möglich, dass der Ball eine größere Geschwin- digkeit hat (knapp 120 km/h) als die Fußspitze (etwa 105 km/h)? Du wirfst zwei gleich schwere Kugeln, eine aus Gummi, eine aus Ton, gegen einen Pflock. Mit welcher Kugel kannst du den Pflock eher umwerfen und welche beschädigt ihn eher? L F9 W1  F10 E2  F11 E2  Abb. 16.14 F12 E2  Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv