Frage von CaptainStar3000, 273

Was passiert, wenn 2 unzerstörbare/unverformbare Objekte aufeinanderprallen?

Also normal ist es ja so, dass das festere oder massenreichere Objekt das kleinere stark beschädigt, also verformt, wir denken hier mal daran, dass ein LKW einen PKW beim Frontalcrash total zusammenfaltet.

Aber wenn jetzt (im Vakuum, damit die Energie nicht in den Boden abgeleitet werden kann) sagen wir 2 aus unverformbarem Metall bestehende Kugeln mit je 1 Tonne Gewicht volle Röhre frontal aufeinanderprallen, dann kann ja keine die andre zerstören, weil ja beide (theoretisch) unkaputtbar sind?

Die Frage hat mich die ganze Nacht beschäftigt, also was passiert dann? :D

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 42

Absolte Starre gibt es nicht, weil die Atome gegeneinander elastisch sind.

Gehen wir davon aus, dass beide Körper ideal elastisch sind, vergleichbar einer Feder, läuft das auf einen vollkommenen  elastischen Stoß hinaus.


Hier mehr dazu:
http://www.walter-fendt.de/ph14d/stossmath.htm

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Mathematik & Physik, 52

Wenn die Kugeln (nur) unzerstörbar sind, gibt es einen teilelastischen Stoß - ein Teil der Energie wird in Schwingungsenergie der Objekte umgesetzt und geht dafür als kinetische Energie verloren. Wie viel das ist, hängt von den Materialeigenschaften ab.

Wenn die Kugeln völlig (nicht nur annähernd) unverformbar sind, zerfallen sie nach der speziellen Relativitätstheorie in Staub, sobald man versucht, sie zu beschleunigen. (Ein Photon reicht dafür schon aus - das Ding zerfällt, sobald man es nur "scharf ansieht".) Unverformbar und unzerstörbar schließen sich gegenseitig aus in einer Welt, in der die spezielle (und erst recht die allgemeine) Relativitätstheorie gilt.

Antwort
von OlliBjoern, 26

Ich denke dabei an Billardkugeln. Elastischer Stoß. Impulserhaltungssatz und Energieerhaltungssatz. Da keine Verformung stattfindet (per definitionem), muss (wie beim Billard) der Impuls weitergeleitet werden, die eine Kugel schlägt also auf, bleibt stehen, und die andere fliegt los.

Antwort
von SKenb, 88

Impulserhaltung!

Die in deinem System vorliegende Energie/Impuls darf kein plastische/kinetische Verformung erzeugen.

Grundsätzlich gilt:

p1 + p2 = p1' + p2'

Wobei hier die  Eduktseite die Impulse deiner zwei Körper vor dem Stoß und jene auf der Produktseite nach dem Stoß bechteibt.

und da p = m * v ist und unsere Massen konstant sind, kann sich nur etwas an der Geschwindigkeit der Körper ändern.

Antwort
von FreundGottes, 54

Das ist schlicht die Voraussetzung für einen elastischen Stoß. Dann gelten der Impulserhaltungssatz und der mechanische Energieerhaltungssatz. 

Sind deine Voraussetzungen nicht gegeben, gilt nur der Impulserhaltungssatz und ein Teil der mechanischen Energie wird in Wärme und andere Energieformen umgewandelt.

Antwort
von 1frozenice1, 61

Falls ich noch alles aus meiner Physikzeit weiss:
Wenn die zwei gleichschweren Objekte mit "voller Roehre" (also gleichschnell sind) aufeinander prallen passiert nicht wirklich viel.
Beide Objekte haben vor dem Aufprall den gleichen Betrag des Impulses.
(p1=-p2 = 0)
Nach der Impulserhaltung ist dieser nach dem Aufprall Betragsmaesig gleichgross. Der Impuls wird danach also wieder "0" sein -> beide Kugeln stehen still.

Kommentar von CaptainStar3000 ,

andre hier sagen sie prallen auseinander, du sagst sie stehen still, ja was denn nun? :D

Kommentar von Papabaer29 ,

Still stehen würden sie bei einem elastischen Stoß.

In dem Fall handelt es sich aber um einen unelastischen Stoß.

Expertenantwort
von DepravedGirl, Community-Experte für Mathematik, 120

Ich habe diese Webseite gefunden -->

http://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/impuls-elastischer-plastischer-stoss.htm...

Zitat von dieser Webseite beim Abschnitt "Elastischer Stoß" -->

Dabei stellt man sich folgendes vor: Zwei Körper prallen aufeinander und
trennen sich anschließend wieder. Die Körper bewegen sich in
unterschiedliche Richtungen nach dem Aufprallen voneinander weg. Die
Energie bleibt somit für die Bewegung erhalten und wird nicht in die
permanente Verformung der Körper "verbraucht"
.

Das hört sich wie dein Fall an, aber 100 % sicher bin ich mir da nicht, also sei aufmerksam.

Auf der Webseite befindet sich auch die entsprechende Formel.

Antwort
von ThomasJNewton, 11

wenn

Datt chibbet nu mal nich. PUNKT

Antwort
von claushilbig, 20

Vereinfacht gesagt, würden die beiden Kugeln ihre Bewegungen "tauschen", zumindest, wenn wir annehmen, dass sich beide exakt auf der selben Geraden bewegt haben.

D. h. Kugel A würde mit der ursprünglichen Bewegungsrichtung und ursprünglichen Geschwindigkeit von Kugel B weiter fliegen und umgekehrt.

Das ist allerdings rein hypothetisch, wie schon aus den anderen Antworten zu entnehmen ist:

  • Es gibt keine "unzerstörbaren" und "unverformbaren" Materialien, es wird also immer durch Verformung und / oder Absplitterung Energie "verloren" gehen.
  • Dass sich beide Kugeln wirklich exakt auf der gleichen Geraden bewegen, ist (selbst unter Laborbedingungen) so unwahrscheinlich, dass man es auch als quasi unmöglich bezeichnen könnte. Es wird also immer zu Ablenkungen der Richtung und damit auch zu Energieverlusten kommen.
Antwort
von KuarThePirat, 81

Dann hast du den elastischen Stoß. Das heißt, dass keine Energie dissipiert. Die Bewegungsenergie vor und nach dem Stoß muss dann die gleiche sein und lediglich die Bewegungsrichtung ändert sich. 

Stell dir vor, die Kugeln haben keine Tonne sondern sind einfach Billard-Kugeln. Deine Kugeln würden sich sehr ähnlich verhalten nur dass keine Energie durch Reibung verloren geht.

Kommentar von KuarThePirat ,

Ich habe geschrieben, dass sich lediglich die Bewegungsrichtung ändert. Das gilt natürlich nur, wenn beide Kugeln gleich schnell und gleich schwer sind. Ansonsten ändert sich auch die Geschwindigkeit.

Kommentar von Paganini ,

Einen elastischen Stoß hast Du natürlich aber auch nur dann, wenn der Körper verformbar ist (nur ist es dann keine dauerhafte bzw. plastische Verformung). Ich bin mir sicher, dass Dir im Gegensatz zum Fragesteller klar ist, dass es keine unverformbaren Körper gibt.

Antwort
von dompfeifer, 43

Alle Objekte sind verformbar, elastisch oder unelastisch. Siehe Wiki "elastischer Stoß" und "unelastischer Stoß".

Antwort
von realsausi2, 30

Ich will noch mal in andere Worte fassen, was hier schon richtig erklärt wurde.

Die Energie muss ja irgendwo hin. Wenn die Kugeln die von Dir geforderten Eigenschaften haben, kann sie weder in Verformung noch in Erhitzung gewandelt werden.

Also bleibt sie als kinetische Energie erhalten. Dabei überträgt Kugel A ihren Impuls auf Kugel B und umgekehrt.

Die Kugeln werden also ihre Richtung umkehren und sich voneinander entfernen.

Kommentar von Abahatchi ,

Bei der Variante mit dem Impuls, geht es aber nur, wenn die Kugeln selbst eine gewisse Plastizität und Elastizität haben. Dies wird aber mit der Vorgabe "unverformbar" ausgeschlossen. Solche unverformbaren Kugeln gibt es nicht. Würde es sie geben, würden sie durch sich durch gehen. Die Energie kann nicht abgeleitet oder umgewandelt werden, also geht jede der beiden Kugeln jeweils durch die andere hindurch. 

Kommentar von Kaen011 ,

Da die Kugeln allerdings nicht durcheinander durchgehen können tut dies nur der Impuls. Jede Kugel fliegt (wenn sie genau aufeinander zukommen und sich nicht schräg treffen) dorthin wo sie hergekommen ist.

Kommentar von Abahatchi ,

Impuls, hurra, hast Du Dich schon einmal gefragt, wie es auf elementarer Grösze aus sieht? Damit das, was Du oberflächlich in der Schule als Impuls gelehrt bekamst auch hin haut, müssen die Kugeln ein gewisses Masz an Elastizität und Plastizität aufweisen. Gefordert waren aber unverformbare Kugeln. Das gibt es nicht, wären sie es aber, wie soll da ein "Impuls" funktionieren. Was meinst Du was ein Impuls tatsächlich im Realen ist, wenn man einen Versuch mit echten Billardkugeln macht? 

Um Dir die Tragweite deutlicher zu machen, ein völlig leicht verständliches Beispiel. Du kennst die Formel E=mc². Du weist auch, dasz man eine Spiralfeder zusammendrücken kann und sie dann die Energie wieder ab gibt. Wie wird nun die Energie in einer zusammengedrückten Spiralfeder gespeichert? Was meinst Du, was man da für Antworten von 99,999 % der Bevölkerung erhält. Falsche natürlich. Was viele nicht wissen, die Spiralfeder wird schwerer, wenn sie zusammengedrückt ist, denn Energie ist gleich was nochmal? E=mc². Masse ist das A und O in diesen Zusammenhang. Damit in einer Spiralfeder Energie auch wieder abgeben werden kann, musz sie was sein? Genau, ein gewisses Masz elastisch und plastisch. Wäre sie es nicht könnte sie die Energie nicht auf nehmen und sie würde eben auch nicht schwerer werden. 

So, und nun überlege Dir noch einmal genau, was mit den Kugeln im normalen passiert, wenn der sogenannte Impuls die Kugeln kurzzeitig schwerer macht und wie sie schwerer werden können und wodurch. 

Mir der thetischen Forderung, dasz die Kugeln unverformbar sind, gibt es auch keinen Impuls. Und wo steht bitte geschrieben, dasz die Kugel nicht durch die andere hindurchgehen kann. Wer sich in das Reich der Quanten begibt, der weis dann was sehr wohl? Eben, und weil kein Impuls möglich ist und die Kugeln unkaputtbar sein sollen, Energie aber nicht verloren gehen kann, wäre nur noch was möglich?

Genau genommen sieht es, was das durchgehen durch die jeweils andere Kugel betrifft, wie folgt aus. Würdest Du nur oft genug versuchen können, durch eine Wand durchlaufen, es würde irgendwann gelingen. Alleine nach den Wahrscheinlichkeiten würde es tatsächlich einmal passieren, doch ist bei den Stärken der Wand und der Vielzahl der Teilchen deines Körpers die Wahrscheinlichkeit so gering, das es keiner probieren möchte. Reduziert man aber die dicke der Wand hinunter bis in atomare Regionen und auch den Körper auf nur ein bedeutungsloses Teilchen, es würde erstaunlich oft gelingen.

Grusz Abahatchi

Antwort
von rosek, 78

sie prallen von einander ab ?

Kommentar von CaptainStar3000 ,

warum sollten sie?

Kommentar von rosek ,

weil die bewegungsenergie nicht absorbiert werden kann

Kommentar von Abahatchi ,

Die Kugeln sollen aber nach der thetischen Vorgabe nicht verformbar sein. Es bedarf aber einer gewissen Elastizität und Plastizität, damit die Kugeln von einander abprallen. 

Antwort
von Icarus1234, 99

Ich denke mal die Kräfte heben sich auf, bzw das Objekt mit weniger potentieller Energie wird zurück gestoßen.

Wie bei einem Kugelstoßpendel

Antwort
von PfrageXL, 72

Also falls die beiden Objekte auch nicht zerbeult werden können dann stoßen sie sich wieder ab denke ich. Irgendwo muss die Energie ja hin

Antwort
von Drakonarus, 75

Da passiert nicht viel, nur sie prallen voneinander ab, wenn sie unzerstörbar sind. :D

Antwort
von Papabaer29, 33

Noch nie Billiard gespielt?

Es handelt sich um einen unelastischen Stoß (weil die Körper unzerstörbar sind).

Wenn beide Körper aufeinanderprallen, übertragen sie ihren Impuls jeweils komplett auf den andren. D. h. wenn sie die gleiche Masse haben bewegen sie sich mit gleicher Gewschwindigkeit wieder auseinander.

(Ähnlich wie bei diesem Experiment, wo mehrere Stahlkugeln nebeneinander hängen.)

Kommentar von Kaen011 ,

Das ist der elastische^^ Elastischer Stoß ist der wo die Kinetische Energie am ende genauso groß ist wie am anfang, der unelastische Stoß ist der wo energie durch verformung "verloren geht".

Antwort
von nurlinkehaende, 80

Viel Spaß beim Finden von etwas, das man nicht verformen kann.

Kommentar von CaptainStar3000 ,

deshalb sag ich ja THEORETISCH!

Kommentar von nurlinkehaende ,

Dann prallen sie theoretisch nur voneinander ab.

Kommentar von Abahatchi ,

Schön, dasz man hier mal wieder theoretisch und thetisch durcheinander bringt. Es geht nämlich auch theoretisch nicht! Man kann aber rein thetisch solche Annahmen aufstellen. 

Kommentar von azmd108 ,

Jeder extrem spröde Werkstoff ist nicht Verformbar. Davon gibt es einige.

Kommentar von Abahatchi ,

Eine extrem geringe Elastizität und Plastizität bedeutet jedoch nicht, dasz etwas nicht Verformbar ist. Dabei musz man auch unterscheiden, ob etwas nur unter äuszerer Energieeinwirkung so lange Verformbar ist, so lange die äuszere Energieeinwirkung anhält. 

Unverformbar gibt es nicht. 

Kommentar von Kaen011 ,

"

Auch wenn wir nicht mehr davon ausgehen, dass der Körper unverformbar, also starr ist, setzten wir jedoch voraus, dass die Verformungen so klein sind, dass ihr Einfluss auf die Ermittlung der Schnittgrößen vernachlässigt werden kann
"

Das ist hier übrigens kein Deutschkurs.

Kommentar von Abahatchi ,

Wenn von Physiker Unverformbarkeit als Annahme gefordert wird. dann gibt es da nicht zu vernachlässigen. Es geht dem Fragesteller ja nicht um etwas gewöhnliches, sondern die Fragestellung war thetisch, auch wenn er "theoretisch" schrieb. 

Entweder meint der Fragesteller es so wie es da steht, oder man kann sich die Frage sparen, weil man sie sich eh sparen könnte, weil es eben keine Unverformbarkeit von Kugeln gibt. 

Es hat auch nichts mit Deutschkurs zu tun, weil theoretisch und thetisch völlig verschiedene Wörter sind, so eben heterotroph und autotroph völlig verschieden zu verstehen sind. 

Nun, sollte der Fragesteller ein gewissen Rahmen an Elastizität und Plastizität zulassen, dann würden die Kugeln natürlich von einander abprallen. Ping Pong. Nur würde ich davon ausgehen, dasz dies ja ohnehin jeder weis und man deshalb so eine Frage wohl kaum hier stellen würde. 

Es wäre also in diesem Falle hilfreich, wenn dann der Fragesteller noch einmal Stellung nimmt und kund tut, ob er wirklich jegliche Verformbarkeit ausschlieszt oder nicht. 

Antwort
von Kaen011, 56

Sie prallen voneinander ab wie 2 Billardkugeln. Mehr passiert nicht.

Kommentar von Abahatchi ,

Billardkugeln erfüllen aber die Option "unverformbar" nicht. 

Kommentar von Kaen011 ,

Müssen sie für seine Frage auch nicht sein, es geht bei ihm um 2 Körper die voneinander abprallen ohne sich plastisch zu verformen, Billardkugeln verformen sich so gering das es für den Versuch vernachlässigbar ist. Wären die Billardkugeln unverformbar würden sie sich im messbaren Rahmen genauso verhalten.

Kommentar von Abahatchi ,

Wie kann eine Schwingung, eine Impuls oder was auch immer in einer Kugel übertragen werden? Das ist die Frage, die man sich beantworten können sollten. Hier ist aber die thetische Forderung, dasz die Kugeln unverformbar sind. Es kann also keinen Impuls geben, wie man es von dem Billardkugeln oder den Metallkugeln als Pedelspiel kennt. Wer in physikalischen Zusammenhang verformbar nur mit Knete in Verbindung bringt, der scheint nicht zu wissen, dasz es verschiedene Elastizitäten und Plastizitäten gibt. Für einfach Berechnungen werden im einfachen Physikunterricht vielleicht die Werte von Elastizität und Plastizität bei Billardkugeln vernachlässigt, aber dies ergibt auch nur Näherungswerte. Wären die Kugeln tatsächlich, und dies ist hier ja gefordert unverformbar, dann wären sie es, und dann ist dies eben nicht vernachlässigbar. Damit das mit dem Impuls funktioniert, müssen die Teilchen ja ihre Lage zueinander irgendwie ändern können, wenn auch nur so gering, dasz man es nur auf elementarer Ebene beobachten könnte. Und dies wäre eben eine Verformbarkeit. Gibt es diese Option nicht, kann der sogenannte Impuls der einen Kugel nicht auf die andere Kugel übertragen werden und sie können nicht von einander abprallen. 

Es ist eben oft nur vereinfacht, wenn man von starren Körpern in der Physik spricht, damit man es sich pauschal für Berechnungen einfacher machen kann und nicht auf elementarer Ebene jede Einzelheit berechnet. 

Oder mal anders. Wären die Rotorblätter eines Hubschraubers absolut steif. Also nicht nur grob oder Augenscheinlich, um einfacher rechnen zu können, sondern tatsächlich wirklich absolut steif, man könnte sie nicht in Rotation versetzen. Doch gibt es eben keine absolut in sich Steifen Rotorblätter in denen ein Atom seine Lage, und sei sie auch noch so gering, im Verhältnis zu den anderen nicht geringfügig unter Energieeinwirkung ändern könnte.

Mit der thetischen Vorgabe der Unverformbarkeit in Körpern, würde unsere Welt wie sie ist, nicht existieren können.

Expertenantwort
von HenrikHD, Community-Experte für PC, 58

Ich würde spontan sagen, sie prallen von einander ab.

Antwort
von DustFireSky, 136

Gucke mal gen Himmel bitte. Was passiert wenn Planeten kollidieren ? Diese befinden sich auch in einem Luftleeren Raum. Demnach dürften diese ja auch nicht zerstört werden.

Und wenn Asteroiden kollidieren dürften diese ja auch nicht zerbröseln laut deiner Aussage.

Alles zerbröselt! Egal, ob nun Vakuum oder nicht.

Kommentar von CaptainStar3000 ,

Nein, die von dir beschriebenen Dingen sind ja zerstörbar du Horst ^^

Kommentar von DustFireSky ,

Es gibt keine unzerstörbaren Dinge. Weder auf unserem Planeten, noch im Universum. Du Horst :P

Kommentar von claushilbig ,

Schon mal den Begriff "hypothetische Frage" gehört?

Kommentar von Fielkeinnameein ,

Die Frage war anscheinend zu schwer für dich gestellt xD

Kommentar von DustFireSky ,

Für dich sowieso, denn dir war es nicht mal möglich überhaupt eine Antwort zu liefern.

Antwort
von Naajed, 86

Hallo ,

sehr interessante Frage ! 

Je schneller sich ein Stoff bewegt , desto wärmer werden sie und wenn sie genau gleich aufeinander kollidieren , dann zerstören sie sich entweder gegenseitig oder sie prallen nur aneinander ab und könnten vielleicht eine Art Rotation bilden , also wenn exakt die selben Bedingungen herrschen , dann könnten die beiden Körper sich entweder gleichmäßig von einander entfernen oder stoßen sich ab und ziehen sich immer wieder an . Nehmen wir mal an die beiden verfügen über starke Gravitation, was Objekte auch natürlich haben .

Kommentar von Naajed ,

Aber praktisch würden sie nur von aneinander abprallen .

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community