Warum erwärmt sich der Körper beim Aufprall?
Ich finde dazu nichts und schreib in 3 Tagen eine Arbeit darüber
3 Antworten
Hallo YetisSindToll,
ein Körper B₁ erwärmt sich durch die Umwandlung geordneter kinetischer Energie (des Körpers als Ganzem) in ungeordnete (Schwingung der Teilchen, aus denen der Körper zusammengesetzt sind, gegeneinander), wenn er mit einem anderen Körper B₂ zumindest teilweise unelastisch stößt.
Am meisten Wärme entsteht, wenn B₁ und B₂ völlig unelastisch stoßen und ihren Weg gemeinsam fortsetzen (BTW schönes Sinnbild für die Entstehung einer Beziehung). In diesem Fall brauchen wir nur den Impulserhaltungssatz zu beachten; der gemeinsame Impuls nach dem Stoß ist dann gerade die Vektorsumme der ursprünglichen Impulse. Es ist der Impuls des gemeinsamen Schwerpunkts.
Der lässt sich übrigens wegtransformieren, d.h., es lässt sich immer ein von diesem gemeinsamen Schwerpunkt aus definiertes Koordinatensystem definieren, in dem der Gesamtimpuls gleich 0 ist. In diesem Koordinatensystem wird das Ganze zu einem eindimensionalen Problem, da die Bewegungen der Körper relativ zueinander kollinear sind (also in gleiche oder entgegengesetzte Richtung gehen). Deshalb genügt eine Komponente, d.h. ein reeller Zahlenwert.
In diesem Koordinatensystem gilt vor dem Stoß p₂₍ᵢₙ₎ = −p₁₍ᵢₙ₎ und danach p₂₍ₑₓ₎ = −p₁₍ₑₓ₎.
Außerdem ist p₁₍ₑₓ₎ = −α∙p₁₍ᵢₙ₎; dabei ist α eine Zahl zwischen 0 und 1, und α = 0 steht für den vollständig unelastischen und α = 1 für den vollständig elastischen Stoß.
Wärme energie ist lediglich die Bewegungsenergie der Atome im Körper. Beim Aufprall muss die Bewegungsenergie ja irgendwo hin. Alles was nicht in die Verformung des Körpers umgesetzt werden kann, führt zur Erwärmung des Körpers.
Gerade wenn ein Körper dauerhaft verformt wird, wird seine kinetische Energie zumindest teilweise in Wärme umgesetzt.
Vor dem Aufprall hatte er eine kinetische Energie, alle seine Teilchen bewegten sich in dieselbe Richtung.
Diese Energie wurde beim Aufprall in Wärme (= ungeordnete Bewegung der Teilchen) umgewandelt.