Zentraler elastischer Stoß
10 Physikaufgaben für den Einstieg
Zwei Kugeln rollen aufeinander zu. Beide Kugeln sind vom Betrag her 2 Meter pro Sekunde schnell. Die eine Kugel wiegt 2 Kg, die andere Kugel wiegt 16 kg.
a) Wie schnell ist die leichte Kugel nach dem Stoß?
c) Bewegen sich die Kugeln in die gleiche Richtung?
Zwei gleich große Kugeln rollen in die gleiche Richtung. Die hintere Kugel hat eine Geschwindigkeit von 4 m/s, die vordere Kugel hat eine Geschwindigkeit von 1 m/s. Beide Kugeln wiegen jeweils 8 Kilogramm.
d) Wie schnell ist die vordere Kugel nach dem Stoß?
e) Wie schnell ist die hintere Kugel nach dem Stoß?
Wie die vorherige Aufgabe, nur sollen die beiden Kugeln jetzt beide 10 Kilogramm schwer sein.
f) Wie schnell ist die vordere Kugel nach dem Stoss?
g) Wie schnell ist die hintere Kugel nach dem Stoss?
Wie die vorherige Aufgabe (mit 10 Kilo-Kugeln), aber jetzt sollen sich die beiden Kugeln aufeinander zu bewegen.
h) Wie schnell ist die vorher langsamere Kugel nach dem Stoß?
i) Wie schnell ist die vorher schnellere Kugel nach dem Stoß?
j) Ist die Aussage richtig, dass beide Kugeln mit dem Stoß ihre Bewegungsrichtung ändern?
Lösungen
a) Die leichte Kugel bewegt sich mit etwa 5,1 Metern pro Sekunde.
b) Die schwere Kugel bewegt sich mit etwa 1,1 Metern pro Sekunde.
c) Beide Kugeln bewegen sich in die gleiche Richtung.
d) Die vordere Kugel ist nach dem Stoss 4 m/s schnell.
e) Die hintere Kugel ist nach dem Stoss 1 m/s schnell.
f) Die vordere Kugel ist nach dem Stoss 4 m/s schnell.
g) Die vordere Kugel ist nach dem Stoss 4 m/s schnell.
h) Die vorher langsamere Kugel ist jetzt 4 m/s schnell.
i) Die vorher schnellere Kugel ist jetzt 1 m/s schnell.
j) Ja, da sich beide Vorzeichen der Geschwindigkeit ändern.
Allgemein kann man sagen: Stoßen zwei gleich schwere Gegenstände zentral aufeinander, dann tauschen sie immer ihre Geschwindigkeiten aus.