Bleibt der Impuls bei einem Stoß immer erhalten?

Ja, solange während des Stoßes keine äußere Kraft wirkt, und das stimmt sehr gut, weil der Stoß so kurz ist. Die Kräfte zwischen den beiden Körpern sind gleich groß und entgegengesetzt, also heben sich ihre Impulsänderungen auf.

Was ist der Unterschied zwischen elastischem und unelastischem Stoß?

Beim elastischen Stoß ist die gesamte Bewegungsenergie nachher so groß wie vorher. Beim unelastischen Stoß wird ein Teil in Wärme oder Schall umgewandelt. Der Impuls bleibt in beiden Fällen erhalten.

Was ist die Stoßzahl?

e = Trenngeschwindigkeit ÷ Annäherungsgeschwindigkeit. e = 1 ist vollkommen elastisch, e = 0 heißt, die Körper bleiben zusammen, und echte Stöße liegen dazwischen: etwa 0,9 bei einer Billardkugel und 0,5 bei einem Tennisball auf Hartplatz.

Warum laufen gleiche Billardkugeln im rechten Winkel auseinander?

Bei gleichen Massen und elastischem Stoß bilden die drei Geschwindigkeitsvektoren wegen der Impulserhaltung ein Dreieck, und die Energieerhaltung zwingt es, den Satz des Pythagoras zu erfüllen. Also stehen die beiden Endgeschwindigkeiten senkrecht aufeinander. Probier es unter Erweitert mit dem Tisch und gleichen Massen.

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Impuls und Stöße

Bei jedem Stoß bleibt der Gesamtimpuls gleich. Was sich von Stoß zu Stoß ändert, ist, wie viel Bewegungsenergie übrig bleibt.

Impuls jedes Körpers und Gesamtimpuls über der Zeit

Messwerte

Was passiert hier

Der Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit, p = mv, und hat eine Richtung. Stoßen zwei Körper zusammen, wirken sie mit gleich großen, entgegengesetzten Kräften gleich lange aufeinander, also verliert der eine genau den Impuls, den der andere gewinnt: Der Gesamtimpuls vorher ist gleich dem nachher. Mit der Bewegungsenergie ist es anders. Beim elastischen Stoß (e = 1) geht nichts verloren, und die Körper entfernen sich so schnell, wie sie sich genähert haben. Beim unelastischen Stoß wird ein Teil zu Wärme, Schall und Verformung, und sie trennen sich langsamer. Bleiben sie zusammen (e = 0), ist der Verlust so groß, wie es der Impulserhaltungssatz zulässt. Die Stoßzahl e ist das Verhältnis von Trenn- zu Annäherungsgeschwindigkeit. In zwei Dimensionen bleibt jede Komponente erhalten, und zwei gleiche Massen fliegen nach einem elastischen schiefen Stoß immer im rechten Winkel auseinander.

p = mvm₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂e = (v₂ − v₁) / (u₁ − u₂)ΔE = ½ μ (1 − e²)(u₁ − u₂)², μ = m₁m₂ / (m₁ + m₂)

Mittelstufe Physik: Impuls und Impulserhaltung. Oberstufe Physik: elastischer und unelastischer Stoß, Kraftstoß, schiefer Stoß und Stoßzahl.

Rechne die Zahlen mit Physikformeln und Bewegungsgleichungen nach.

Challenge

Erst schätzen: Ein 2-kg-Wagen mit 3 m/s trifft einen 1-kg-Wagen, der ihm mit 1 m/s entgegenkommt, und sie bleiben aneinander hängen. Wie schnell sind sie danach, und wie viel Bewegungsenergie geht verloren? Wähle Kleben, tipp deine Geschwindigkeit ein und prüfe.

Häufige Fragen

Bleibt der Impuls bei einem Stoß immer erhalten?: Ja, solange während des Stoßes keine äußere Kraft wirkt, und das stimmt sehr gut, weil der Stoß so kurz ist. Die Kräfte zwischen den beiden Körpern sind gleich groß und entgegengesetzt, also heben sich ihre Impulsänderungen auf.
Was ist der Unterschied zwischen elastischem und unelastischem Stoß?: Beim elastischen Stoß ist die gesamte Bewegungsenergie nachher so groß wie vorher. Beim unelastischen Stoß wird ein Teil in Wärme oder Schall umgewandelt. Der Impuls bleibt in beiden Fällen erhalten.
Was ist die Stoßzahl?: e = Trenngeschwindigkeit ÷ Annäherungsgeschwindigkeit. e = 1 ist vollkommen elastisch, e = 0 heißt, die Körper bleiben zusammen, und echte Stöße liegen dazwischen: etwa 0,9 bei einer Billardkugel und 0,5 bei einem Tennisball auf Hartplatz.
Warum laufen gleiche Billardkugeln im rechten Winkel auseinander?: Bei gleichen Massen und elastischem Stoß bilden die drei Geschwindigkeitsvektoren wegen der Impulserhaltung ein Dreieck, und die Energieerhaltung zwingt es, den Satz des Pythagoras zu erfüllen. Also stehen die beiden Endgeschwindigkeiten senkrecht aufeinander. Probier es unter Erweitert mit dem Tisch und gleichen Massen.