Kann ich die Bahn verschiender Objekte nach deren Aufprall genau berechnen?
Angenommen ist baue im Vakuum eine Murmelbahn, welche aus drei Rutschen besteht, die sich in der Mitte kreuzen. Oben am Anfang jeder Rutsche, befindet sich jeweils eine Kugel. Kugel 1 ist klein, Kugel 2 ist mittel, Kugel 3 ist groß. Nun lasse ich im selben Moment, alle drei Kugeln los, sodass sie am Rutschenende gegeneinander prallen. Diesen Vorgang wiederhole ich 10x Mal.
Frage 1: Wäre die Bahn des Abralles der Kugeln in allen 10 Versuchen immer gleich?
Frage 2: Könnte ich die Bahn jeder Kugel nach dem Aufprall berechnen, wenn ich Masse und Geschwindigkeit der Kugeln habe?
Liebe Grüße
3 Antworten
Frage 1: Theoretisch ja. Es kommt aber in der Praxis darauf an, wie sich winzige Ungenauigkeiten im Versuchsaufbau (bestimmt die Rutsche wirklich genau die Bahn der Kugel?), in der Versuchsdurchführung (wie machst du es, dass alle 3 Kugel genau gleichzeitig losrollen?) und in einigen anderen, wahrscheinlich vernachlässigbaren Punkten auswirken.
Frage 2: Theoretisch ja, Fachwissen vorausgesetzt. In der Praxis kommt es neben den oben genannten Ungenauigkeiten auch auf die genaue Kenntnis der Rutschbahngeometrie und des Stoßfaktors des Kugelmaterials an, von Durchmesser und Gewicht der 3 Kugeln gar nicht zu reden.
Frage 1:
Ja, wenn es in jedem Fall wirklich ganz genau so abläuft, es also keinen Unterschied gibt, sollte es auch keinen Unterschied im Verhalten der Kugeln geben. Ich bin allerdings kein Physiker.
Frage 2:
Du müsstes halt auch die Positionen kennen, denn die Kugeln sind unterschiedlich groß und berühren sich dementsprechend auch an unterschiedlichen Stellen derer Oberflächen. Du brauchst es, um die Richtung und Impuls der Kugel zu bestimmen. Aber wie gesagt, ich bin kein Physiker, vielleicht steht hier auch Quatsch.
Zunächst werden die Kugeln schwerlich zusammentreffen wegen ihrer unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Mit zunehmender Größe steigt die Rollreibung, womit die Geschwindigkeit reduziert wird.
Wenn die Kugeln trotzdem zusammenprallen, sind bei der Berechnung der Bahn die wechselseitigen Winkel beim Aufprall zu berücksichtigen und die unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Weiterhin wird es bei der realen Murmelbahn noch Unebenheiten geben, die sich auf das Ergebnis auswirken.