TU Wien:Modellbildung in der Physik VU (Husinsky)/Übung WS13/Beispiel 3.13

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[4 Punkte] Zwei gleiche Massen (Hantel) sind durch einen masselosen, starren Stab der Länge verbunden. Im schwerefreien Raum sei der Massenmittelpunkt dieses hantelähnlichen Zweimassen-System stationär. Die mit der Winkelgeschwindigkeit um den Massenmittelpunkt (Mittelpunkt der Hantel) rotierende Hantel trifft mit einem Ende inelastisch auf eine dritte stationäre Masse mit Masse , die an der Hantel haften bleibt.

  1. Bestimmen Sie die Lage des Massenmittelpunktes des Dreimassensystems unmittelbar vor dem Stoß. Welche Geschwindigkeit besitzt er?
  2. Wie groß ist der Drall (Eigendrehimpuls) des Dreimassensystems um den Massenmittelpunkt unmittelbar vor bzw. nach dem Stoß?
  3. Welche Winkelgeschwindigkeit um den Massenmittelpunkt besitzt das System nach dem Stoß?
  4. Berechnen Sie die kinetische Energie vor und nach dem Stoß. Ist der Stoß elastisch?

Lösungsansatz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thread im Chemie Online Forum

Massenmittelpunkt vor dem Stoß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Interessant ist wahrscheinlich nur der Abstand von der Drehachse, deswegen wird einfach der Betrag genommen.

Die Winkelgeschwindigkeit des Massenmittelpunktes (des Dreimassensystems vor dem Zusammenprall) ist die gleiche wie in der Angabe. Interessant ist vielleicht noch die Tangentialgeschwindigkeit.

Umfang:

Tangentialgeschwindigkeit:

Drall vor bzw. nach dem Stoß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Winkelgeschwindigkeit nach dem Stoß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kinetische Energie vor und nach dem Stoß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]