Physik Kugelfall Masse Geschwindigkeit Impulserhaltung?
Ein Strom von 100 Glaskügelchen mit jeweils der Mass von 0,5 g trete pro Sekunde aus einem horizontalen Röhrchen aus. Die Kügelchen fallen 0,5 m tiefer auf die Schale und prallen von ihr so ab, dass sie ihre urprängliche Höhe wieder erreichen. Wie groß muss die Masse in der anderen Wagschald sein, damit der Zeiger in der Mitte stehen bleibt?
1 Antwort
Zunächst mal die vertikale Geschwindigkeit vor dem Aufprall ausrechnen
s = 1/2 • g • t² = 1/2 • g • v²/g² = 1/2 • v² / g
Umgestellt hast du
v = √(2 • s • g). Der Impuls ist dann m • v, den die Kugel an die Waage abgibt, dann ist sie auf 0, dann gibt sie nochmal m • v Impuls ab, dann ist sie auf -v, bewegt sich also nach oben, insgesamt gibt die Kugel also eine Impulsmenge von
p = 2 • m • v = 2 • 0,0005 • √(2 • 1 • 9,81)
=> p = 0,00313 kg • m/s ab. In einer Sekunde ist das also ein Impulsstrom von
F = dp/dt = 0,313 kg • m / s² = 0,313 N
Auf der anderen Seite muss also eine Masse von m = 0,313N / 9,81 N/kg = 0,032kg sein.