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Stoßprozesse

Ein Stoßprozess ist die zeitlich begrente Wechselwirkung zwischen Systemen. Hierbei werden die Systeme / Körper vor der Wechselwirkung und nach dieser betrachtet (eigentliche Wechselwirkungszone)

Arten von Stoßprozessen

Je nach Umwandlung in Deformationsenergie der Körper teilen wir Stoßprozesse in folgende Arten ein:

  • elastischer Stoßprozess (kinetische Energie ist vor und nach dem Stoß gleich)
  • inelastischer Stoßprozess (kinetische Energie ist vor und nach dem Stoß unterschiedlich)

Der Impuls jedes Stoßpartners kann sich ändern, aber der Gesamtimpuls (P) des Systems bleibt immer gleich. Bei elastischen Stoßprozessen auch die mechanische Energie und bei inelastischen Stoßprozessen wird ein Teil der kinetischen Energie in Reibungswärme oder Deformation umgewandelt.

Der Kraftstoß ist nur abhängig von der Masse und Geschwindigkeit der Körper.
Die auftretenden Kräfte sind abhängig von Dauer des Stoßes und Materialeigenschaften.

Wichtige Formeln

Ort
Geschwindigkeit
Beschleunigung a = v / t
Masse
Zweites newtonsches Axiom
Arbeit
Kinetische Energie
Leistung (konstante Kraft)

Berechnung eines elastischen Stoßprozess

m1 = Masse Körper 1
m2 = Masse Körper 2
v1 = Geschwindigkeit Körper 1 vor dem Stoß
v2 = Geschwindigkeit Körper 2 vor dem Stoß
v'1 = Geschwindigkeit des Körpers 1 nach dem Stoß
v'2 = Geschwindigkeit des Körpers 2 nach dem Stoß

Geschwindigkeit nach elastischen Stoßprozess (v'1 = (2 * m2*v2 + v1*(m1 - m2) / (m1 + m2))

Geschwindigkeit nach elastischen Stoßprozess (v'2 = (2 * m1*v1 + v2*(m2 - m1) / (m1 + m2))

wenn beide Massen identisch folgt (Spezialfall):

Geschwindigkeit nach elastischen Stoßprozess bei gleichen Massen

Geschwindigkeit nach elastischen Stoßprozess bei gleichen Massen
(die Körper tauschen Ihre Geschwindigkeit)

Berechnung eines inelastischen Stoßprozess

m1 = Masse Körper 1
m2 = Masse Körper 2
v1 = Geschwindigkeit Körper 1
v2 = Geschwindigkeit Körper 2
v' = Geschwindigkeit des Gesamtkörpers nach dem Stoß

Geschwindigkeit nach inelastischen Stoßprozess (v' = (m1*v1 + m2*v2) / (m1 + m2))

Stoßpartner haften nach dem Stoß aneinander.