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Elastischer Zusammenstoß

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Wenn zwei Massen in einer eindimensionalen Verschiebung elastisch kollidieren, werden sie sowohl vor als auch nach dem Aufprall unabhängig voneinander bewegt.Bei einer elastischen Kollision bleiben sowohl der Impuls als auch die Energie während des gesamten Vorgangs erhalten.

>Modell

ID:(1962, 0)



Elastischer Zusammenstoß

Modell

Wenn zwei Massen in einer eindimensionalen Verschiebung elastisch kollidieren, werden sie sowohl vor als auch nach dem Aufprall unabhängig voneinander bewegt. Bei einer elastischen Kollision bleiben sowohl der Impuls als auch die Energie während des gesamten Vorgangs erhalten.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$u_1$
u_1
Geschwindigkeit des ersten Objekts nach der Kollision
m/s
$v_1$
v_1
Geschwindigkeit des ersten Objekts vor der Kollision
m/s
$v_{CM}$
v_CM
Geschwindigkeit des Schwerpunkts der Partikel
m/s
$u_2$
u_2
Geschwindigkeit des zweiten Objekts nach der Kollision
m/s
$v_2$
v_2
Geschwindigkeit des zweiten Objekts vor der Kollision
m/s
$m_1$
m_1
Masse 1
kg
$m_2$
m_2
Masse 2
kg

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Um den Schwerpunkt von zwei Teilchen zu bestimmen, wird eine Berechnung durchgeführt, die auf den Positionen der beiden Massen, die Position des ersten Objekts ($x_1$) und die Position des zweiten Objekts ($x_2$), sowie auf ihren jeweiligen Massen, die Masse 1 ($m_1$) und die Masse 2 ($m_2$), basiert. Dazu wird folgende Gleichung verwendet:

$ x_{CM} = \displaystyle\frac{ m_1 x_1 + m_2 x_2 }{ m_1 + m_2 } $



Aus dieser Berechnung lässt sich ein Ausdruck für die Geschwindigkeit des Schwerpunkts, die Geschwindigkeit des Schwerpunkts der Partikel ($v_{CM}$), ableiten, der von den individuellen Geschwindigkeiten die Geschwindigkeit des ersten Objekts vor der Kollision ($v_1$) und die Geschwindigkeit des zweiten Objekts vor der Kollision ($v_2$) abhängt:

$ v_{CM} = \displaystyle\frac{ m_1 v_1 + m_2 v_2 }{ m_1 + m_2 } $

(ID 14489)


Beispiele

Im eindimensionalen Fall lässt sich der elastische Stoß zwischen die Masse 1 ($m_1$) und die Masse 2 ($m_2$) mit einem Positions-Zeit-Diagramm darstellen. In diesem Diagramm zeigt die horizontale Achse die Zeit, während die vertikale Achse die Position darstellt:



Da der Stoß elastisch ist, geht keine Energie verloren. Folglich bewegen sich beide Massen nach dem Zusammenstoß unabhängig voneinander weiter. Daher müssen jeweils zwei Geschwindigkeiten für jede Masse berücksichtigt werden: die Anfangsgeschwindigkeiten die Geschwindigkeit des ersten Objekts vor der Kollision ($v_1$) und die Geschwindigkeit des zweiten Objekts vor der Kollision ($v_2$) sowie die Endgeschwindigkeiten nach dem Stoß Die Geschwindigkeit des ersten Objekts nach der Kollision ($u_1$) und die Geschwindigkeit des zweiten Objekts nach der Kollision ($u_2$).

(ID 14483)


ID:(1962, 0)