Wie funktioniert ein Kugelstoßpendel?
Hi Community,
Wir haben gerade in Physik das Thema Impulse und haben damit das Kugelstoßpendel erklärt. Ich habe das jetzt so verstanden, das die Kugel, die gegen die anderen schwingt den Impuls auf die anderen Kugeln weitergibt, wodurch die letzte Kugel genau den gleichen Kraftstoß erfährt. Wenn man aber drei Kugeln schwingen lässt, dann schwingt ja die Kugel in der Mitte dauerhaft. Wie kann man das erklären?
1 Antwort
Auch über die Impulserhaltung. Nimm mal an, daß jede Kugel die Masse m hat und jede schwingende Kugel kurz vor dem Aufprall auf die ruhenden Kugeln die Geschwindigkeit v besitzt.
Wenn Du nur eine Kugel schwingen läßt beträgt der Gesamtimpuls des Pendels m*v und er bleibt erhalten indem durch den Aufprall eine einzige ruhende Kugel in Schwingung versetzt wird. Wenn Du drei Kugeln schwingen läßt ist der Gesamtimpuls 3*m*v . Damit dieser Impuls erhalten bleibt müssen also nach dem Aufprall auch wieder drei Kugeln schwingen. Wenn sich nur fünf Kugeln im Pendel befinden schwingt die mittlere also tatsächlich ständig.
Weil da dann mit der Energie nicht mehr passen würde. Im Newtonschen Grenzfall ist die kinetische Energie ~v², während der Impuls ~v¹ ist.
Wie SlowPhil schon erwähnt hat liegt das an der Energieerhaltung. Wenn kurz vor dem Aufprall drei Kugeln schwingen haben die zusammen die kinetische Energie 1/2*3*m*v²
Sicherlich bliebe der Impuls auch erhalten wenn nach dem Aufprall nur eine Kugel mit dreifacher Geschwindigkeit schwingt, aber dann wäre die kinetische Energie 1/2*m*(3*v)²=1/2*9*m*v²
Ein bißchen Spaß muß ja auch bei der Sache sein ;)
Vielleicht ist "SlowPhil" ja auch nicht ganz ernst gemeint?
Danke für den Daumen nach oben!
Dankeschön euch beiden für die Antwort ;)
Dankeschön, aber woran liegt das, dass nach dem aufprall nicht eine kugel mit der dreifachen Geschwindigkeit schwingt oder zwei mit leicht erhöhter Geschwindigkeit?
Aber rein Theoretisch könnte doch auch die letzte Kugel einfach 3*m*v bekommen, also mehr Geschwindigkeit, warum wird die Energie denn auf 3 Kugeln gleich verteilt??