Physik Forum

[Silent Blood]

Hallo,
bin neu hier in diesem sehr interessanten Forum und hoffe, dass ich hier in der richtigen Sparte poste. Über Folgendes mache ich mir häufig Gedanken: Mal angenommen, ich habe einen quadratischen, 10 cm langen Gegenstand auf dem Boden liegen, welcher 10 kg wiegt und ich lasse seitlich mit einer bestimmten Geschwindigkeit, sagen wir, 50 km/h, eine 1 kg schwere Kugel aufprallen. Nehmen wir an, dadurch wird dieser um 1 cm versetzt. Gilt das gleiche dann auch in höheren Gewichtsklassen? Zum Beispiel ein Quadrat mit 100 cm Seitenlänge und demnach 1000 kg Gewicht, wird das dann (gleichen Reibwert des Bodens angenommen) bei Aufprall einer Kugel mit 50 km/h von 100 kg ebenso um 10 cm versetzt? Oder spielen da noch andere Sachen mit?

[evB]

Wenn man annimmt, dass der komplette Impuls der Kugel (Masse * Geschwindigkeit) an das Quadrat über geht, hast du folgendes:

Impuls der Kugel: 50 kg km/h -> Impuls des Gegenstandes

Da dieser 10 kg wiegt, bewegt der sich danach mit 5 km/h, die Kugel bleibt stehen.

Alternativ könnte die Kugel sogar noch zurück geschossen werden, dadurch wird das Quadrat noch schneller. Wenn die Energie komplett erhalten bleibt, dann steht die Kugel wahrscheinlich nicht komplett still. Wenn man das Gleichungssystem ausrechnet, dabei ist v die Geschwindigkeit deines Gegenstandes nachher und w die Geschwindigkeit der Kugel, dann kommt man auf:

> 50 = 10*v+w, 50^2 = 10*v^2+w^2
{v = 9.090909091, w = -40.90909091}

Also bewegt sich nach einer perfekten Kollision (wie bei Billiardkugeln, mit einem hohen "Plock") die Platte mit 9,1 km/h und die Kugel mit 41 km/h in die andere Richtung.

Bei 100 kg Kugel und 1000 kg Platte sieht es anders aus:

> 50*100 = 1000*v+100*w, 100*50^2 = 1000*v^2+w^2
{v = 15.46143093, w = -104.6143093}

Kommt daher, dass in dem Gleichungssystem Differenzen und Quotienten auftauchen, denke ich mal.

Die Versatzweite hängt, wenn man von normaler Reibung ausgeht, nur von der Geschwindigkeit ab. Da gilt

V^2 = 2*a*d

Wobei V deine Geschwindigkeit ist, a die Beschleunigung (oder hier Verzögerung) und d die Distanz. a kann nicht mehr als g*µ sein, also die Reibbeschleunigung (Reibkraft pro Masse). Von daher wächst d quadratisch mit v (daher wird auch der Bremsweg beim Auto mit hoher Geschwindigkeit deutlich länger).

Bei Gummi auf Stein hättest du Bremswege von vielleicht 40 cm bzw. 70 cm.

[Silent Blood]

Wow, echte Profis hier. Vielen Dank! Muss mich erstmal einlesen...