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Impuls

Stoßvorgänge, bei denen sich die Körper wieder trennen

Der Gesamtimpuls ist die Vektorsumme der Impulse aller am Stoß beteiligten Körper. Die Geschwindigkeiten vor dem Stoß sind hier mit v i und nach dem Stoß mit u i bezeichnet.

Gesamtimpuls vor dem Stoß:

p ges,vorher = m 1 v 1 + m 2 v 2 + ...

Gesamtimpuls nach dem Stoß:

p ges,nachher = m 1 u 1 + m 2 u 2 + ...
Messung: Stoß, bei dem sich die Körper wieder trennen

Zwei Pucks auf einem Luftkissentisch bewegen sich in einem Winkel von etwa 90° aufeinander zu.

Abb.1

Berechnen Sie mit Hilfe der Messtabellen den Mittelwert des Impulses beider Körper vor dem Stoß und nach dem Stoß. Rechnen Sie dabei getrennt für die x- und die y-Komponente. Vergleichen Sie den Gesamtimpuls in x- und in y-Richtung vor und nach dem Stoß. Interpretieren Sie das Ergebnis.

Beachten Sie: Der Stoß findet ungefähr zur Zeit t = 0,4 s statt. Daher sollten Sie diesen Messwert nicht mit verwenden. Die Masse des linken Pucks beträgt 210 g , die des rechten 240 g .

Tab.1
Linker Puck Rechter Puck
t [s] v x [ ms-1 ] v y [ ms-1 ] v x [ ms-1 ] v y [ ms-1 ]
0,0 0,67 0,00 0,00 0,38
0,1 0,67 0,00 -0,05 0,38
0,2 0,72 0,05 -0,05 0,38
0,4 0,57 -0,14 0,14 0,38
0,6 0,19 -0,19 0,48 0,57
0,8 0,19 -0,14 0,43 0,53
0,10 0,19 -0,14 0,48 0,53

Ergebnis:

Linker Puck, Impuls vor dem Stoß:

p x , l = m l v x , l 0,14 kg ms-1 p y , l = m l v y , l 0,00 kg ms-1

Rechter Puck, Impuls vor dem Stoß:

p x , r = m r v x , r 0 ,01 kg ms-1 p y , r = m r v y , r 0,10 kg ms-1

Gesamtimpuls vor dem Stoß:

p x = p x , l + p x , r 0,15 kg ms-1 p y = p y , l + p y , r 0,10 kg ms-1

Linker Puck, Impuls nach dem Stoß:

p x , l = m l v x , l 0,04 kg ms-1 p y , l = m l v y , l -0,03 kg ms-1

Rechter Puck, Impuls nach dem Stoß:

p x , r = m r v x , r 0,11 kg ms-1 p y , r = m r v y , r 0,13 kg ms-1

Gesamtimpuls nach dem Stoß:

p x = p x , l + p x , r 0,15 kg ms-1 p y = p y , l + p y , r 0,10 kg ms-1

Man sieht, dass die x-Komponente des Gesamtimpulses vor und nach dem Stoß im Rahmen der Messgenauigkeit gleich groß ist, ebenso die y-Komponente. Daraus folgt, dass Betrag und Richtung des Gesamtimpulses vor und nach dem Stoß gleich sind.

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