Physikaufgabe

[Faultier89]

Hi

Das ist ne Aufgabe aus ner Physikklausur.

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Unmittelbar über einem großen Ball befindet sich ein kleiner Ball.
Beide Bälle Fallen ohne änderung ihrer Position aus der höhe h zur Erde.
Beide Bälle springen danach zurück.
Bestimmen Sie die Höhe, auf die der kleine Ball springt.
Die Stoßprozesse erfolgen komplett elastisch. Verstehen Sie "groß" und "klein" bei dieser Aufgabe als: die kleine Masse ist gegenüber der großen zu vernachlässigen.

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Wie würdet ihr diese Aufgabe angehen und zu welchem Ergebnis kommt ihr?

MfG

Faultier

 

[mfb]

Wie würdet ihr diese Aufgabe angehen

Ich würde mir die Stöße einzeln vorstellen - zuerst also der große Ball mit dem Boden, dann der (zurückgeprallte) große Ball mit dem kleinen.
Und da das schon Hilfe genug ist und ich nicht vorsagen möchte, höre ich hier auf.

 

[Stolperhannes]

Der kleine Ball "liegt" also auf dem großen Ball wenn er mit dem großen Ball runterfällt.

Tja, elastische Energie des großen nach dem Aufprall am Boden direkt auf den kleinen übertragen. Daraus folgt...

Alles klar?

Hast du noch nie zwei Bälle übereinander zu Boden geworfen?

 

[Faultier89]

Elastischer Stoß --> Energieerhaltung & Impulserhaltung

die kleine Masse ist gegenüber der großen zu vernachlässigen --> Daraus verstehe ich das man die große Masse unendlich mal kleiner ist als die kleine.

Daraus könnte man dann schließen, dass unendlich viel Energie übertragen wird. Demnach wäre auch die Höhe h auf die der kleine Ball steigt unendlich.

-edit-

hatte den letzten beitrag noch nich gelesen

MfG

Faultier

 

[Stolperhannes]

Daraus könnte man dann schließen, dass unendlich viel Energie übertragen wird. Demnach wäre auch die Höhe h auf die der kleine Ball steigt unendlich.

Die Energie ist nicht unendlich groß, sie entspricht der elastischen Energie des großen Balles. Es wird die elastische Energie in gleicher Menge in Bewegungsenergie umgewandelt.

Aber weil die Masse des kleinen Balls im Verhältnis zum Großen Ball unendlich klein ist, sollte man jetzt einige einfache passende Physikformeln zücken können, mit der man die Behauptung beweisen kann, dass der Ball unendlich hoch fliegt.

 

[mfb]

Der Ball fliegt nicht "unendlich" hoch. Er wird eine eindeutig angebbare Endhöhe erreichen. Es wird weder die gesamte Energie noch der gesamte Impuls auf den kleinen Ball übertragen.

 

[Stolperhannes]

Du hast recht. In dem Moment wo ich meinen Text gelesen habe ist mir mein Denkfehler aufgefallen.

Rein aus dem Bauch heraus, müsste die optimale Impulsübertragung bei zwei gleichgewichtigen Bällen stattfinden.

 

[Faultier89]

Danke euch. Hat sich erledigt^^


... ich Reg mich grade auf weil mich ein dummer Flüchtigkeitsfehler (bei ner anderen Aufgabe) ganze 20 Punkte gekostet hat

 

[G4nd4lf]

Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob ich das verstehe, deshalb noch mal Fragen, ob das richtig ist:

Da die Bälle direkt aufeinander liegen, kommt es zwischen den beiden nicht zum Stoß. Sie erreichen die gleiche Höhe wie vorher?

Wenn man jetzt einen kleinen Abstand zwischen die beiden Bälle denken würde, bevor sie fallen gelassen werden, würde dann der kleine Ball unendlich hoch fliegen?

lg, Gandalf

 

[mfb]

Weder noch.

Der untere Ball prallt mit der Geschwindigkeit -v auf den Boden, und man kann sich vorstellen, dass er dann mit seiner Aufprallgeschwindigkeit nach oben fliegt (v) und den kleineren Ball (-v) trifft. Für den wirkt der schwere Ball wie eine Wand, auf die er mit 2v trifft, sodass er wieder mit 2v von der "Wand" wegfliegt. v (Wand) + 2v (Wegflug) = 3v
Über die Formeln für den freien Fall oder über die Energieerhaltung kommt man damit auf die 9fache Höhe.

Komplizierter würde es, wenn der untere Ball leichter wäre. Bei gleichen Massen würden einfach beide wieder bis zur Ausgangshöhe fliegen, wäre der untere wesentlich leichter, würde nur der obere bis zur Aufgangshöhe fliegen.

 

[G4nd4lf]

>> v (Wand) + 2v (Wegflug) = 3v

Äh das klingt jetzt etwas seltsam für mich. In den 2v vom Wegflug ist doch bereits das V der Wand mit drin oder sehe ich das falsch? -v vom kleinen Ball vom Fallen wirkt entgegen dem +v vom großen Ball. Dann kommt es zum Stoß und der kleine Ball fliegt mit 2v nach oben.

lg, Gandalf

 

[mfb]

Wenn man den Vorgang vom großen Ball aus betrachtet, fliegt der kleine mit 2v darauf zu und wird auch wieder mit 2v vom Ball wegfliegen.
Von außen betrachtet fliegt aber schon der große mit v nach oben => v+2v=3v.

 

[Evilm4ster]

Auf X auflösen und dann wegkürzen, aber µ nicht vergessen! Anatawa baka mono desuka?

Samma gehts noch? Wieviele Hausaufgabenthreads werden hier denn noch erstellt?