Physik Aufgabe mit Energie- und Impulserhaltung?

Kann mir jemand bei der ersten Aufgabe a) und b) helfen? Irgenwie lese und lese ich die ganzen Erklärungsboxen aber mein Gehirn schaffts nicht diese Aufgabe sinnvoll zu lösen.

Answer 1

[evtldocha]

Aufgabe a) Impulserhaltungssatz

Summe der Impulse vor dem Stoß = Summe der Impulse nach dem Stoß. Da der Apfel vor dem Stoß ruht, hat der keinen Apfel keinen Impuls, daher gilt folgende Gleichung ("P" soll immer den Pfeil bezeichnen, "A" den Apfel und "PA" wenn alles nach dem Zusammentreffen zusammen weg fliegt):

$m_P\cdot v_P=\left(m_p+m_A\right)\cdot v_{PA}$

Damit gilt:

$v_{PA}=\frac{m_P\cdot V_P}{m_P+m_A}\ =\ \frac{0,110\ kg\cdot15\ \frac{m}{s}}{0,110\ kg\ +\ 0,200\ kg}\ \approx5,32\ \frac{m}{s}$

Apfel und Pfeil fliegen mit einer Geschwindigkeit von ca. 5,32 m/s zusammen vom Kopf weg.

Aufgabe b) Energiebetrachtung kinetische Energie

Vor dem Stoß:

$E_{kin}\ =\frac{1}{2}m_p\cdot v_P^2\ =12,375\ J$

Nach dem Stoß:

$E_{kin}^{\left(nacher\right)}=\frac{1}{2}\cdot\left(m_P+m_A\right)\cdot v_{PA}^2\ =\frac{1}{2}0,31\ kg\ \cdot\ \left(5,32\ \frac{m}{s}\right)^{^2}\approx\ 4,39\ J$

Zwischen der kinetischen Energie vor dem Stoß und nach dem Stoß besteht eine erheblicher Unterschiede. Die Differenz-Energie von ca. 7,984 J wird in Wärmeenergie (innere Energie) und in die Deformation des Apfels umgesetzt