Svens kleiner Blog

Nicht wegen Geld, nicht wegen Ruhm, nicht wegen Aufmerksamkeit sondern einfach nur so ;-)

Die erste Physikklausur habe ich hinter mir. Zufrieden bin ich nicht wirklich damit, aber rückgängig kann ich sie auch nicht mehr machen und muss deswegen wohl mit den 9 Notenpunkten (3+) leben. Aber um die Fehler beim nächsten mal nicht wieder zu machen, erfolgt hier nun eine kleine Auswertung.

Es gab insgesamt vier Aufgaben und ich werde in jeden Post eine Aufgabe Auswerten. Fangen wir also mit der ersten an, die auch meine schlechteste war. (Obwohl eigentlich die einfachste).

Gegeben waren fünf Kugeln die vollkommen gleich und elastisch sind. Diese haben die Masse m und sind an Fäden so aufgehängt, dass sie eine gerade Reihe bilden und sich in der Ruhelage zwar berühren, aber ohne Druck. Nun hebt man links zwei Kugeln an und lässt diese mit einer Geschwindigkeit v auf die restlichen Kugeln aufprallen.

1.1 Hier soll nun notiert werden, was passiert, nachdem dieses Geschehen ist.

1.2. Welche Aussagen kann man über die Geschwindigkeit u nach dem Stoß machen? Dies sollte mit einer Gleichung begründet werden.

1.3 Hier wird ein weiterer Fall gegeben, bei dem bewiesen werden soll, dass dieser nicht möglich ist. Bewiesen werden soll das ganze mit den Energieerhaltungssätzen.

Und zwar lautet der es in diesen Fall, dass zwei Kugeln gegen die restlichen drei stoßen und auf der anderen Seite dann nur eine Kugel mit der doppelten Geschwindigkeit abgestoßen wird.

1.4 Hier sollte erklärt werden was passiert, wenn nun drei Kugeln angehoben werden und diese gegen die restlichen zwei stoßen. Auch bedarf die Antwort einer Begründung.

Die erste Antwort war noch relativ einfach. Denn nach dem Aufprall bewegten sich die beiden rechten Kugeln soweit von der Kugel in der Mitte weg, wie die beiden linken Kugeln an Weg bis zum Aufprall zurück gelegt haben. Dieses tun sie mit der selben Geschwindigkeit, wie die linken Kugeln vor dem Aufprall hatten. Wenn man jetzt von einen Raum ohne Reibung ausgeht, wird sich dieser Vorgang nun in beide Richtungen immer wieder wiederholen.

Bei der zweiten wurde es dann schon komplizierter. Klar ist, das Aufgrund des Impulserhaltungssatzes die Geschwindigkeit u, also die Geschwindigkeit die die beiden rechten Kugeln haben, nachdem die linken aufgeprallt sind, genau der Geschwindigkeit v entspricht, also der Geschwindigkeit, welche die linken Kugeln vor dem aufprall gehabt haben. Das ganze nun aber mit einer Gleichung zu belegen ist schon etwas schwieriger.

Ausgegangen bin ich vom Impulserhaltungssatz mit:

m¹ * v¹ + m² * v² = m¹*u1 + m²*u²

Diesen habe ich dann so umgestellt das am Ende nur noch v¹ und v² auf der einen Seite standen und u¹ und u² auf der anderen. Dieser Ansatz scheint allerdings falsch zu sein, da es für diesen keine Punkte gab.

Beim dritten Teil hatte ich den Ansatz gewählt über den Impulserhaltungsgesetz die Lösung zu finden, habe diesen aber nicht richtige umgestellt. Außerdem habe ich vergessen den Energieerhaltungssatz mit einzubeziehen. Der Ansatz wäre also

Impulserhaltungssatz: Summe der Impulse vor dem Stoß = Summe der Impulse nach dem Stoß

—> m1 * v1 + m2 * v2 = m1*u1 + m2*u2

Energieerhaltungssatz: Eĸin = Epot –> 1/2m*v² = m*g*h

Weiterhin weiß ich das m1 doppelt so groß ist wie m2 —> m1 =1/2m2 und das die Geschwindigkeit v nur halb so groß ist wie die Geschwindigkeit U —> u = 1/2 v

Zur Zeit fehlt mir allerdings noch der Ansatz wie ich das Umsetzen kann um am Ende zu beweisen das dieser Fall unmöglich ist.

Im letzten Fall muss auch wieder auf dem Impulserhaltungssatz zurückgegriffen werden. Wenn man hier alles richtig einsetzt kommt man am Ende darauf, dass sich nach dem Aufprall der drei Kugeln von Links, rechts wieder drei Kugeln davon bewegen.

Eigentlich sollte das ganze eine Auswertung werden, wo auch schon die richtigen Lösungen mit bei stehen, bei den Aufgabenteilen zwei und drei fehlt mir aber zur Zeit noch der richtige Ansatz. Wenn also von euch wer eine Idee hat, immer her damit. Ich werde dieses hier dann ergänzen, sobald ich auf ein zufriedenstellendes Ergebnis komme.




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