Wenn Zwei Objekte Aufeinandertreffen.... (Kinetische Energie)?
Hi,
und zwar geht es mir umfolgendes:
Wenn ich 2 Objekte habe die sich aufeinander zu Bewegen mit gegebener Masse und Geschwindigkeit (E=mv^2) durch die Berechnung der Kinetischen Energie bekomme ich ja einen Wert in Joule!
(Die werte sind egal!!! geht um die Logik) Wenn ich jetzt einfach sage das Objekt a hat eine Kinetische Energie von 5000 Joule und das Objekt b eine von 6000, würde bei einem Zusammenstoß b dann a aufhalten und wegstoßen?! (So like 2 Züge fahren aufeinander zu)
Hoffe ich bekomme ein par Qualifizierte Antworten und evtl auch Nebenaspekte des Ganzen
Danke im Vorraus
MfG Freddy
2 Antworten
Die Energie ist nur eine Größe, welche die Bewegung beschreibt, und außerdem ist sie bei einem Zusammenstoß nicht immer erhalten, jedenfalls nicht die kinetische Energie, denn in der Regel wird auch Entropie und Wärme erzeugt. Die zweite relevante Größe ist der Impuls. Mit beiden Größen zusammen lassen sich einfache Zusammenstöße beschreiben, mit der Energiebilanz alleine in der Regel nicht.
Zunächst einmal ist Lichtgeschwindigkeit nicht drin für ein Objekt mit Ruhemasse wie dem Golfball. Dann kommt es darauf an, wie der Stoß stattfindet (das ist so nicht zu sagen), angenommen, die beiden prallen komplett wieder voneinander ab, ohne Schaden anzurichten, dann hast du halt zwei Gleichungen:
Impuls: m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * w1 + m1 * w2 und
Energie: 1/2 * m1 * v1^2 + 1/2 * m2 * v2^2 = 1/2 * m1 * w1^2 + 1/2 * m2 * w2^2
wobei v die Geschwindigkeiten vor dem Stoß und w die Geschwindigkeiten nach dem Stoß sind.
Dazu kommt noch, dass m (wenn man in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommt) relevant von der Geschwindigkeit abhängt.
Dies ist halt ein Gleichungssystem, was man lösen muss.
Noch etwas: Die Impulsgleichung gilt immer, die Gleichung der kinetischen Energie gilt so nur, wenn der Stoß vollkommen elastisch wäre.
Es wäre so das einer der Züge den anderen aufhalten würde und auch noch etwas Energie übrig hätte. Da kinetische Energie und Impuls ziemlich verwand sind(bin mir nichtmal sicher inwieweit da eine Unterscheidung die alle machen sinnvoll ist, kann mir ja jemand erklären) macht es in diesem Fall keinen Unterschied ob man die Situation aus Sicht der Energie oder des Impulses sieht.
In Realität wäre es aber nicht so, das ein Zug den anderen abbremst und dann noch viel Energie übrig hat. Hier spielt Reibung und anderes eine Rolle. So stoßen die Züge in Realität zusammen und stoppen sich gegenseitig. Dabei geht wird die kinetische Energie nicht wie vereinfacht einfach aufgehoben(da zwei in entgegengesetzte Richtungen fahrende Züge ja auch unterschiedliche Vorzeichen vor den Joul haben wenn man es genau nimmt, sodass sich die Kräfte einfach auslöschen) sondern die kinetische Energie geht zum Großteil in Wärme über, vielleicht auch etwas Strahlung und Potentielle Energie:)
Danke, ist immer wieder Interessant so etwas zu lesen :D
ich muss auch dazu sagen ich bin Informatiker und habe von Physik quasi kaum ne Ahnung :D Was währe wenn ein Massearmes aber bedeutend schnelleres Objekt ein Massereiches langsames Objekt Trifft?! Also ICE mit 130 km/h und Golfball mit Lichtgeschwindigkeit :D (Würde der kleine Golfball den Zug aufhalten können?)
Können ja^^ nur müsste die Geschwindigkeit extrem hoch sein.
In der Praxis wohl so hoch dass der Golfball den Zug durchschlägt ohne ihn zu bremsen. Wenn der Zug nur hart genug wäre gäbe es sonst eine ziemliche Explosion und beide sind stehend^^
Von beidem wobei beim Zug wohl nicht alles explodiert ^^
Die kinetische Energie wird dann eben schlagartig in Wärme und Strahlung umgewandelt --> kabuuuuuum
Danke für die schnelle Antwort :D
ahh ok das man das so direkt nicht angehen kann habe ich mir schon gedacht :D Jetzt mal zu meiner stumpfen frage... (Das ist die eigentliche Frage wollte nur irgendwie selber was rechnen :))
Können Sie mir evtl erklären was passieren würde wenn ein ICE mit ca 1200 t und 130 km/h und ein Golfball (ca 40 g) der mit Lichtgeschwindigkeit (300000 m/s) fliegt aufeinander treffen?!
Ich meine da würde so einiges passieren aber könnte der Golfball theoretisch den Zug aufhalten?! Wenn ja wie Sieht die Rechnung aus? (Sollange diese natürlich nicht allzu kompliziert ausfällt)