Warum kollidieren zwei Körper? Welche Faktoren sind bei Kollisionen zu berücksichtigen?
Es hängt von den Geschwindigkeiten der kollidierenden Körper ab, wenn sie keine ausreichende Geschwindigkeit haben, führen sie eine Projektilbewegung aus und fallen aufgrund der Anwesenheit der Schwerkraft nicht zusammen.
Wir sagen, dass der Impuls immer erhalten bleibt, wenn die Masse konstant ist und wenn äußere Nettokräfte, die auf kollidierende Objekte wirken, Null sind.
Vernachlässigen wir bei Kollisionen in der Luft die Schwerkraft, um den Impuls zu erhalten? Warum tun wir das? Warum wird die Wirkung der Schwerkraft nicht berücksichtigt?
Die Impulsänderung aufgrund einer aufgebrachten Kraft ist durch den Impuls der Wechselwirkung gegeben. Dies gilt für jedes Objekt in jeder Interaktion:
Es wird normalerweise angenommen, dass die Kollision über einen kleinen Zeitraum stattfindet. Wenn das stimmt, können wir den Effekt der Erdbeschleunigung ignorieren, da sie keine Zeit hat, die Geschwindigkeiten zu ändern – und die Impulserhaltung gilt für die beiden Körper.
Wenn die Kollision nicht schnell ist, gilt die Impulserhaltung immer noch, aber Sie müssten den Impuls der Erde einbeziehen.
Wir nähern uns an, dass eine Kollision sofort stattfindet, sodass die Schwerkraft (oder irgendetwas anderes außer der Kollision) keine Zeit hat, den Impuls eines der beiden Körper zu ändern.
Selbst wenn die Kollision nicht sofort erfolgt (z. B. wenn Sie zwei Beanie Babies kollidieren), kann die Schwerkraft immer noch keine Wirkung haben, da sie auf jeden Teil jedes Körpers auf die gleiche Weise wirkt. Sie haben keine Möglichkeit, die Schwerkraft zu "erkennen" - bis sie auf dem Boden aufschlagen. Alle Kraftdetektoren müssen die Beschleunigung von zwei verschiedenen Teilen des Detektors vergleichen, und die Schwerkraft wirkt sich auf beide Teile gleich aus. Dies ist eigentlich die Grundlage für Einsteins Relativitätstheorie.
Du hast Recht. Der Impuls wird entlang einer Richtung, in der eine äußere Kraft ausgeübt wird, nicht erhalten. Allerdings sind die bei einem Aufprall auftretenden Impulskräfte im Vergleich zur Schwerkraft (Gewicht) enorm. Das Gewicht ist also vernachlässigbar, daher können Sie Geschwindigkeiten mithilfe der Impulserhaltung berechnen. Und es spielt keine Rolle, wann die Kollision horizontal stattfindet, da zu diesem Zeitpunkt die Schwerkraft senkrecht zur Kollision steht. Sie können also leicht die Theorie der Impulserhaltung anwenden.
Neugier
Johannes Jäger