Mechanik
Inelastischer Stoß
Beobachte, wie die kinetische Energie sinkt, wenn die Kugeln kaum zurückspringen.
Inelastischer Stoß — interaktive Mechanik-Simulation. Beobachte, wie die kinetische Energie sinkt, wenn die Kugeln kaum zurückspringen. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Inelastische Stöße
Bei einem inelastischen Stoß ist die kinetische Energie nicht erhalten. Objekte können aneinander haften bleiben oder sich langsamer bewegen als im elastischen Fall.
Der Impuls bleibt erhalten, wenn externe Kräfte vernachlässigbar sind, aber ein Teil der kinetischen Energie wird zu innerer Energie (Verformung, Wärme). Eine niedrige Stoßzahl macht den Stoß sichtbar „klebrig“.
- Σp_vorher = Σp_nachher
- KE_nachher < KE_vorher
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein sich bewegender Ball prallt gegen einen schwereren stationären Ball und beide bewegen sich gemeinsam davon. Bleibt der Impuls erhalten, obwohl kinetische Energie verloren geht?
Vorhersagen zum Abwägen
- Sowohl Impuls als auch kinetische Energie bleiben erhalten
- Der Impuls bleibt erhalten, die kinetische Energie jedoch nicht
- Weder Impuls noch kinetische Energie bleiben erhalten
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Masse der Kugel A m₁ (kg)
- Masse der Kugel B m₂ (kg)
- Anfangsgeschwindigkeit von Ball A v₁ (m/s)
Was Sie messen:
- Anfangsimpuls p = m₁v₁ (kg·m/s)
- Kombinierte Geschwindigkeit nach Kollision (m/s)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die inelastische Kollisionssimulation und drücken Sie Zurücksetzen.
- Aktivieren Sie die KE-Sonden an Ball A und Ball B.
- Stellen Sie unten die Anfangsgeschwindigkeit von Ball A für jeden Versuch ein, drücken Sie „Play“ und notieren Sie die gemeinsame Geschwindigkeit, mit der sich beide Bälle unmittelbar nach der Kollision bewegen.
Maßgebende Gleichung
Schwung — p = m·v
Die Menge, die bei jeder Kollision, einschließlich dieser, erhalten bleibt. Ball B beginnt im Ruhezustand, sodass der Gesamtimpuls des Systems vor dem Aufprall nur dem Impuls m₁v₁ von Ball A entspricht.
Kinetische Energie — KE = ½·m·v²
Im Gegensatz zum Impuls bleibt die kinetische Energie bei einer inelastischen Kollision nicht erhalten – ein Vergleich der gesamten KE vor und nach der Kollision zeigt, wie viel Energie durch Verformung und Wärme verloren ging.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Zeigen Sie Ihre Arbeit zur Berechnung des Anfangsimpulses p = m₁v₁ für einen Versuch und vergleichen Sie ihn mit der Simulationsanzeige für denselben Versuch.
- Sagen Sie anhand der Gesamtmasse (m₁ + m₂) und der Impulserhaltung die Endgeschwindigkeit voraus und vergleichen Sie sie mit Ihrem aufgezeichneten Wert. Wie knapp ist das Spiel?
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Berechnen Sie die kinetische Energie unmittelbar vor und unmittelbar nach der Kollision (unter Verwendung der kombinierten Endgeschwindigkeit und Gesamtmasse). Wo ist die fehlende kinetische Energie geblieben?
- Diese Kollision ist nicht vollkommen unelastisch (Restitution ≈ 0.05, nicht genau 0). Würden Sie erwarten, dass die tatsächliche Endgeschwindigkeit etwas höher oder niedriger als die ideale Vorhersage ist? Erklären.
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Willkommen bei inelastischen Stößen
- Abspielen drücken
- Kugel auswählen
- Energie verloren
- Daten öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.