Wenn ein Ball auf eine Wand (Boden) trifft, muss ein Teil seines Impulses auf die ruhende Wand übertragen werden. Sonst würde der Ball genauso schnell zurückprallen wie beim Aufprall auf die Wand. Dies würde dazu führen, dass der Ball genau die Höhe erreicht, aus der er auf den Boden gefallen ist, was nicht sichtbar ist. Bedeutet dies, dass der Boden Impuls erhält, aber durch die Vibration des Bodens, der mit dem Ball kollidiert ist, in Schallenergie umgewandelt wird? Dessen Endergebnis ist: Der Ball verformt sich nicht und der Boden vibriert; Das Erhaltungsimpulsprinzip gilt, wenn Impuls auf die Bodenpartikel übertragen wird, die schwingen, um Schall zu erzeugen.
Aber kann jemand den Restitutionskoeffizienten erklären!
Bearbeiten: Nach dem, was ich jetzt verstehe, müssen wir, um die Trenngeschwindigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit zu ermitteln, eine Gleichung verwenden, die den Restitutionskoeffizienten beinhaltet, indem wir die Werte des Restitutionskoeffizienten und die relative Annäherungsgeschwindigkeit einsetzen !!
Habe ich recht? Lass es mich wissen, bitte! Das ist die beste Erklärung, die ich mir vorstellen konnte! Wenn ich falsch liege, darf ich wissen, wie Sie sagen würden, dass die kinetische Energie des Balls nach der Kollision in Schallenergie umgewandelt wird?
Wenn ein Ball auf eine Wand (Boden) trifft, muss ein Teil seines Impulses auf die ruhende Wand übertragen werden.
Das ist richtig.
Sonst würde der Ball genauso schnell zurückprallen wie beim Aufprall auf die Wand. Dies würde dazu führen, dass der Ball genau die Höhe erreicht, aus der er auf den Boden gefallen ist, was nicht sichtbar ist.
Das ist nicht unbedingt richtig. Theoretisch könnte der Ball mit genau der gleichen Geschwindigkeit zurückprallen wie beim Aufprall auf die Wand oder nach dem Aufprall auf den Boden auf die gleiche Höhe zurückspringen. Es würde passieren, wenn der Stoß vollkommen elastisch wäre. Der Grund, warum es nicht gesehen wird, ist, dass keine Kollisionen vollkommen elastisch sind. Alle Stöße makroskopischer Körper sind unelastisch, einige unelastischer als andere. Etwas kinetische Energie geht immer verloren (umgewandelt in Wärme, Schall usw.).
Bedeutet dies, dass der Boden Impuls erhält, aber durch die Vibration des Bodens, der mit dem Ball kollidiert ist, in Schallenergie umgewandelt wird?
NEIN.
Zunächst einmal ist es nicht Impuls, der in Schall, Wärme oder andere Energieformen umgewandelt wird. Es ist die kinetische Energie, die bei einem unelastischen Stoß verloren geht. Das Momentum bleibt immer erhalten.
Ich denke, Sie gehen davon aus, dass die Geschwindigkeit des Bodens oder der Wand nach der Kollision Null ist. Sie sind nicht. Es ist nur so, dass die Masse des Bodens oder der Wand, die im Wesentlichen die der Erde ist, so viel größer ist als die der Kugel, dass ihre Geschwindigkeiten nach dem Zusammenstoß zu gering sind, um beobachtet zu werden.
Dessen Endergebnis ist: Der Ball verformt sich nicht und der Boden vibriert; das Impulserhaltungsprinzip gilt, wenn Impuls auf den Boden übertragen wird!
Die Impulserhaltung gilt unabhängig davon, ob sich der Ball verformt oder der Boden vibriert. Hinsichtlich der Verformung des Balls (oder irgendetwas anderem) gibt es grundsätzlich zwei Arten, elastisch und plastisch. Siehe Antwort auf Ihre Frage zum Restitutionskoeffizienten unten.
Aber kann jemand den Restitutionskoeffizienten erklären!
Grundsätzlich ist der Restitutionskoeffizient das Verhältnis der gesamten anfänglichen kinetischen Energie zweier kollidierender Körper nach einem Stoß zur gesamten kinetischen Energie der beiden kollidierenden Körper vor einem Stoß. Es ist eine Zahl zwischen null für einen völlig unelastischen Stoß (z. B. etwas trifft auf eine Wand und bleibt daran haften) bis 1 für einen vollkommen elastischen Stoß. Wie ich oben angedeutet habe, sind alle Kollisionen auf makroskopischer Ebene unelastisch, sodass der Restitutionskoeffizient immer kleiner als 1 ist.
Nehmen wir das Beispiel des Balls, der eine Wand trifft und zurückprallt. Wir wissen, dass die kinetische Energie der Wand vor der Kollision Null ist. Technisch gesehen ist es nach der Kollision wegen der Impulserhaltung nicht Null, aber aus praktischer Sicht wird es als Null angesehen, wenn der Restitutionskoeffizient des Balls berücksichtigt wird.
Die folgenden Antworten auf diese Folgefragen:
Ich habe eigentlich das Prinzip der Impulserhaltung und die Gleichungen der Kinematik in Beziehung gesetzt! Ist es besser, das nicht zu tun ?
Kinematik ist im Grunde die Analyse von Bewegung in Bezug auf Verschiebung, Zeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung ohne Berücksichtigung der beteiligten Kräfte, die die Bewegung verursachen. Es ist in Ordnung, es mit der Erhaltung des Impulses in Beziehung zu setzen, da sicherlich die Geschwindigkeit (neben der Masse) die Hauptrolle in Bezug auf die Erhaltung des Impulses spielt.
Ich gehe auch davon aus, dass die Impulse der Wand vor oder nach der Kollision beide Null sind ... Wo habe ich einen Fehler gemacht?
Wie ich bereits angedeutet habe, ist es falsch anzunehmen, dass der Impuls der Wand nach der Kollision Null ist. Betrachten Sie das folgende Beispiel.
Ein gepitchter Baseball prallt gegen eine Wand. Es hat eine Geschwindigkeit von 40 m/s vor dem Aufprall (90 mph). Die Masse des Baseballs beträgt etwa 0,145 kg. Betrachten Sie die Mauer als Verlängerung der Erde. Die Masse der Erde etwa 6 x kg. Der Aufprall des Balls sei vollkommen elastisch, sodass seine Rückprallgeschwindigkeit gleich ist. Da sich der Ball umkehrt, beträgt seine Impulsänderung -(0,145)(40)= -5,8 kg-m/s.
Für die Erhaltung des Impulses muss die Änderung des Impulses der Erde gleich und entgegengesetzt zum Ball sein, oder +5,8 kg-m/s. Die Geschwindigkeit der Erde nach der Kollision beträgt also +5,8 kg-m/s dividiert durch die Masse der Erde oder V= 9,75 x MS.
Hoffe das hilft.
Ein inelastischer Stoß ist im Gegensatz zu einem elastischen Stoß ein Stoß, bei dem die kinetische Energie aufgrund der Wirkung der inneren Reibung nicht erhalten bleibt. _Quelle: Wikipedia
Bei Kollisionen makroskopischer Körper wird ein Teil der kinetischen Energie in Schwingungsenergie der Atome umgewandelt, was zu einem Erwärmungseffekt führt, und die Körper werden deformiert. Die Prämissen und Beobachtungen:
Newtons drittes Gesetz gilt ohne Ausnahme; Der Impuls bleibt ausnahmslos erhalten (Hier ist die Kraft am Boden auf den Bereich beschränkt, in dem die Kollision aufgetreten ist). Aber hier bewirkt die Kraft (durch die Kugel) eine Formänderung oder sogar eine Verformung des Körpers (wie bei einer Feder, die zusammengedrückt oder gedehnt wird, wenn eine Längskraft auf sie ausgeübt wird), sodass die kinetische Energie nicht erhalten bleibt .
Wir können weder eine Bewegung der gesamten Wand beobachten, noch wird die Kugel die ursprüngliche Position erreichen; Was zu sehen ist, ist, dass der Ball aufgrund eines Verlusts an kinetischer Energie des Balls eine bestimmte Höhe (oder einen geringeren Abstand) als seine ursprüngliche Höhe erreicht (beachten Sie jedoch, dass die verlorene Energie nicht als kinetische Energie auf die Wand übertragen wird wie sie wäre gewesen, wenn es wie ein einzelnes Teilchen behandelt worden wäre) und Schall, eine Form von Energie, wird wohl (mit mehr als reichlich Beweisen) aufgrund von Kollisionen erzeugt.
Ich nehme auch nur an, nehme nur an, dass die Erde kein einzelnes Teilchen ist ... Wehe mir, wenn die Erde tatsächlich ein einzelnes Teilchen ist ... Ich gehe auch davon aus, dass die Erde kein vollkommen starres Objekt ist , in dem, Wenn Sie eine Kraft anwenden würden, ist es notwendig, dass die Kraft ihre Bewegung ändert.
Obwohl diese Kollision eine Verformung verursacht, ist die Verformung elastischer Natur, ähnlich wie bei einer Blockfeder, die verwendet wird, um Schwingungen zu demonstrieren (was für das Verständnis der Klangerzeugung von grundlegender Bedeutung ist).
Bitte beachten Sie:-
Die Erklärung :
Ein Teil der kinetischen Energie, die von der Kugel verloren geht (offensichtlich dadurch angezeigt, dass sie eine geringere Höhe erreicht als von der Stelle, an der sie ursprünglich fallen gelassen wurde!) wird ihre Form in andere Energieformen ändern und somit aus dem Kugel-Wand-System abgeleitet werden, während der Rest der Energie wird zwischen dem Ball-Wand-System geteilt (hauptsächlich durch den Ball, wie wir gleich sehen werden). Unterdessen wird die meiste Geschwindigkeit auf den Ball übertragen, da er im Vergleich zur Wand viel weniger massiv ist. Außerdem kann die Wand (möglicherweise) tatsächlich die gesamte Energie, die sie während der Kollision erhält, in andere Formen als kinetische Energie umwandeln, was zu einer starken Geräuschentwicklung aufgrund von Vibrationen des Teils der Wand führt, der an der Kollision beteiligt ist! Ich sage das, weil es sehr unwahrscheinlich ist, dass alle Teile (Abschnitte von Schichten) der Masse, die in einem vergleichsweise massiven Körper wie einer Wand enthalten sind, aufgrund einer winzigen Kollision wie im erwähnten Fall betroffen sind. Daher ist der Stoß nur teilweise elastisch und der auf die Wand übertragene Impuls verursacht keine beobachtbare Bewegung, da der Impuls auf eine Schicht (Abschnitt) der Masse der kollidierenden Wand übertragen wird und der Impuls seiner Teilchen (z ) wird in Vibrationsbewegungen der Teilchenschichten umgewandelt, die Masse besitzen, und somit wird Schall erzeugt undes gibt eigentlich keine Bewegung der Wand und die Kollision ist teilweise elastisch ... Und um den Tag zu retten, wird der Impuls ausnahmslos auf Partikelebene durch Vibrationen erhalten, obwohl keine Nettotranslationsbewegung der Erde oder der Wand auftritt :D !!
Jeder kleine oder große Fehler in dieser sehr neuartigen und originellen Erklärung des Autors wird um Verzeihung gebeten... :D!!
Was für eine Erleichterung! Aber bitte bringen Sie alle Streitigkeiten in die Kommentare!
Biophysiker
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