Ich stecke in einer Frage fest, bei der die Energieerhaltung versagt und die Impulserhaltung korrekt ist. Ich glaube, ich mache etwas falsch , deshalb stelle ich diese Frage.
Das Problem ist wie folgt:
Eine Massekugel wird horizontal in ein ballistisches Massenpendel geschossen und wird darin eingebettet. Steigt der Pendelmittelpunkt um eine Strecke von , finden Sie die Geschwindigkeit der Kugel.
(HC Verma, Massezentrum, Q47)
Lassen Sie die Masse der Kugel sein
.
Sei die Masse des Pendels
.
Lassen Sie die Spitzenhöhe sein
.
Seien Anfangs- und Endgeschwindigkeit
Und
bzw.
Da sich beide Massen nach dem Stoß gemeinsam bewegen und die Geschwindigkeit am höchsten Punkt null ist, gilt also:
Um mich zusammenzufassen, interessiert mich Folgendes:
Warum unterscheiden sich die Ergebnisse? Sollte die Energie nicht ebenso erhalten bleiben wie der Impuls? Da es so sein sollte, was ist dann der Fehler in meinen Berechnungen?
Sollte die Energie nicht ebenso erhalten bleiben wie der Impuls?
Dies ist jedoch ein vollkommen unelastischer Stoß, dh die kinetische Energie wird nicht erhalten (tatsächlich maximal nicht erhalten).
Aus dem Wikipedia-Artikel Unelastische Kollision :
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.
...
Ein vollkommen inelastischer Stoß tritt auf, wenn die maximale Menge an kinetischer Energie eines Systems verloren geht. Bei einer vollkommen inelastischen Kollision, dh einem Restitutionskoeffizienten von Null, haften die kollidierenden Teilchen aneinander.
Sie können die Energieeinsparung verwenden, aber Sie müssen die durch Reibung erzeugte Wärme berücksichtigen, wenn die Kugel in den Block eindringt, die Rotationsenergie, die auf die Masse selbst übertragen wird, falls die Kugel sie außermittig trifft, ganz zu schweigen von der verwendeten Energie verformt sowohl die Kugel als auch die Masse (wird das automatisch in Wärme umgewandelt?) Ich bin mir sicher, dass ich auch einige übersehen habe.
Es ist theoretisch möglich, aber nicht empfehlenswert.
Wie in einer anderen Antwort wird nur ein Teil der kinetischen Energie zum Erhitzen des Pendelkörpers aufgewendet.
Energieeinsparungen werden in den Berechnungen berücksichtigt, wenn entweder praktisch keine Energie in Wärme umgewandelt wird, wie beispielsweise bei der gravitativen Wechselwirkung von Himmelskörpern; oder die Wärmezahlen in der Dynamik, wie z. B. bei der Ausbreitung eines Stoßes oder der Gasströmung entlang eines Kanals.
Energie bleibt nur bei elastischen Stößen erhalten, was hier nicht der Fall ist. Sie können sich vorstellen, dass Energie als Wärme abgeführt wird, wenn die Kugel auf das Pendel trifft, und somit auch erhalten bleibt, obwohl dies nicht so klar erscheint.
Der Sinn der Momentum-Nutzung liegt genau darin, dass wir uns um die Wärmeübertragung des Systems keine Gedanken machen müssen und nur mit den gegebenen Daten auskommen. Außerdem gibt uns der Impuls sehr nützliche Informationen über die Richtung der resultierenden Geschwindigkeit, die bei Energieberechnungen nicht vorhanden sind.
Beachten Sie, dass einige Probleme sowohl mit Impuls- als auch mit Energieerhaltung gelöst werden müssen.
Die Energie IST konserviert .... Und ich fordere Sie auf, jede Antwort zu ignorieren, die besagt, dass dies nicht der Fall ist, da dies zu Verwirrung führen kann.
Es ist nur zufällig eher in Wärme/Klang als in Kinetik; und da diese normalerweise nicht gemessen oder in den Fragendetails enthalten sind, gibt es nicht genügend Informationen, um mithilfe der Energieeinsparung zu berechnen.
Wurde Ihnen in der Frage gesagt, dass dem System eine Schallwelle von (sagen wir) 30 J und eine Erwärmung von 50 J zugefügt wurde? dann könnten Sie diese 80 J von Ihrer beschleunigten Kugelenergie abziehen und die gleiche Antwort erhalten.
Benutzer4552