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Impulserhaltung

Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 67 von 97.

Zusammenstoßende Wagen üben gleich große und entgegengesetzte Kräfte für die gleiche Zeit aufeinander aus, daher ändert sich der Gesamtimpuls nicht:

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′\relax m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} = m_{1} v_{1}' + m_{2} v_{2}'

Das gilt auf einer glatten Bahn oder auf Eis, wo keine äußere Kraft entlang der Bewegungsrichtung wirkt.

Auf dem Bild beträgt die Gesamtmenge sowohl vorher als auch nachher 11 kg⋅m/s11\ \mathrm{kg\cdot m/s}.

Vorher: Ein Wagen mit 2 Kilogramm bei 4 Metern pro Sekunde fährt hinter einem Wagen mit 3 Kilogramm bei 1 Meter pro Sekunde, beide bewegen sich nach rechts. Nach dem Stoß: Der Wagen mit 2 Kilogramm bewegt sich mit 1 Meter pro Sekunde und der Wagen mit 3 Kilogramm mit 3 Metern pro Sekunde

Der Wagen mit 2 kg2\ \mathrm{kg} holt auf, stößt mit dem Wagen mit 3 kg3\ \mathrm{kg} zusammen und wird langsamer.

Ein Abstoß aus der Ruhe hält die Gesamtmenge bei null: Die Körper bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen auseinander (Rückstoß).

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Aufgabe

Eine Eisläuferin mit einer Masse von 60 kg60\ \mathrm{kg} steht auf glattem Eis still, hält einen Ball mit einer Masse von 3 kg3\ \mathrm{kg} und wirft den Ball mit 8 m/s8\ \mathrm{m/s} nach vorne. Bestimme die Geschwindigkeit v1\relax v_{1}, mit der sie rückwärts gleitet.

Probier es selbst

Physics diagram: crate, ball, vec; arrows v 1 = ?, v 2 = 8 m/s

v1v_{1} isolieren

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