Ein 0.5 kg schweres Objekt, das sich mit 6 m/s bewegt, kollidiert mit einem 1.5 kg schweren Objekt, das sich mit 0 m/s bewegt, und bleibt daran haften. Wie groß ist ihre gemeinsame Geschwindigkeit?
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Originalaufgabe (Englisch): Ein 0.5 kg schweres Objekt, das sich mit 6 m/s bewegt, kollidiert mit einem 1.5 kg schweren Objekt, das sich mit 0 m/s bewegt, und bleibt daran haften. Wie groß ist ihre gemeinsame Geschwindigkeit?
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Schritte auf dem Bildschirm
- 1. Die AufgabeMusterlösungEin 0.5 kg schweres Objekt, das sich mit 6 m/s bewegt, kollidiert mit einem 1.5 kg schweren Objekt, das sich mit 0 m/s bewegt, und bleibt daran haften. Wie groß ist ihre gemeinsame Geschwindigkeit?
- 2. Schritt für Schritt
- Gesamtimpuls vorher
- Vollkommen unelastisch: die Objekte bewegen sich gemeinsam
- Kinetische Energie vorher und nachher
- 3. Die Antwort
v = 1.5 m/s (perfectly inelastic; 6.75 J of kinetic energy lost, 75%)
- 4. Probe
- Impuls vorher 3 = nachher 3 kg·m/s ✓
Transkript
Die Aufgabe. Hier ist die Aufgabe: Ein 0.5 kg schweres Objekt, das sich mit 6 m/s bewegt, kollidiert mit einem 1.5 kg schweren Objekt, das sich mit 0 m/s bewegt, und bleibt daran haften. Wie groß ist ihre gemeinsame Geschwindigkeit? Eindimensionaler Stoß; positive Geschwindigkeiten zeigen in eine Richtung, negative in die andere.
Schritt für Schritt. Gesamtimpuls vorher. Vollkommen unelastisch: die Objekte bewegen sich gemeinsam. Kinetische Energie vorher und nachher.
Die Antwort. Die Antwort lautet also v gleich 1.5 m/s (vollkommen unelastisch; 6.75 J der kinetischen Energie verloren, 75 Prozent). Der Impuls bleibt bei jedem Stoß erhalten, wenn keine äußere Kraft wirkt. Die kinetische Energie bleibt nur bei elastischen Stößen erhalten; bei einem vollkommen unelastischen Stoß bleiben die Objekte aneinander haften und die maximal mögliche kinetische Energie wird in Wärme, Schall und Verformung umgewandelt.
Probe. Impuls vorher 3 gleich nachher 3 kg mal m/s, das stimmt.
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