Warum bleibt ein Ball nicht stehen, wenn er gegen eine Wand prallt?

Wenn eine Kugel mit einer Kugel gleicher Masse kollidiert, stoppt die erste Kugel und die zweite Kugel erhält die Geschwindigkeit der ersten Kugel. Die erste Kugel stoppt aufgrund der auf sie wirkenden Reaktionskraft. Aber wenn ein Ball mit einer Wand kollidiert, warum stoppt er nicht aufgrund der Reaktionskraft?

Die Masse des Balls und der Wand sind nicht gleich. Auch in realen Situationen ist die Kollision nicht elastisch. Das erklärt, warum der Ball nicht stoppt. Die von Ihnen beschriebene, bei der die Geschwindigkeiten ausgetauscht werden, ist nur wahr, wenn die Kollision zwischen zwei gleichen Massen stattfindet und elastisch ist.
Können Sie erklären, warum Sie denken, dass es aufhören sollte?
Wenn eine Kugel mit einer anderen Kugel der gleichen Masse kollidiert, stoppt sie aufgrund der Reaktionskraft. Wenn sie mit einer Wand kollidiert, gibt es auch eine Reaktionskraft. Warum stoppt sie dann nicht?
oh ok, also ist dein gedankenprozess nur "reaktionskräfte sollten die dinge stoppen"?
Ja. Wenn Aktion und Reaktion beide Kräfte gleich sind.
Aber die Aktions- und Reaktionskräfte wirken nicht auf dasselbe Objekt, erwarten Sie daher nicht, dass sie sich immer aufheben. Sie haben Newtons 3. Gesetz falsch interpretiert.

Antworten (3)

GIF, das die zwei verschiedenen Szenarien zeigtIch lasse die Animation für sich sprechen.

Der blaue Pfeil zeigt die Kraft auf das Objekt.

Damit dieses Szenario eintritt, ist es wichtig, dass die Kollision elastisch ist (die gesamte Energie bleibt erhalten). Ich habe eine Kraft verwendet, die proportional zur Eindringtiefe ist. Auf diese Weise spüren die Kugeln eine Kraft, die während der Verzögerung und des Rückstoßes gleich ist. Bei inelastischen Stößen ist es möglich, dass zwei Kugeln nach dem Stoß aneinander haften bleiben. Stellen Sie sich zwei Tonstücke vor, die in der Luft kollidieren. Bei inelastischen Stößen ist die Kraft während des Rückstoßes kleiner (oder Null) als während der Verzögerung.

Ist die Kraft im zweiten Szenario größer?
@AbdullahAlZami Beide Fälle haben die gleiche Federkonstante, sodass sie bei einer bestimmten Eindringtiefe die gleiche Kraft erfahren. Die maximale Kraft ist jedoch für das zweite Szenario größer. Dies liegt daran, dass im ersten Fall die Bewegung der zweiten Kugel während der Kollision beginnt, sich zu bewegen, wodurch die Dauer der Verzögerung verringert wird.
Im zweiten Fall, wenn der Ball mit einer Geschwindigkeit von 1 ms^-1 auf die Wand trifft (angenommen, die Masse beträgt 1 kg). Wie groß ist dann die Kraft zum Reflektieren des Balls? Wird es sein (2xForce im ersten Fall) ?
@AbdullahAlZami Für eine allgemeine Kollision können Sie dies nicht wissen. Die Impulsänderung ist Δ P = 2 kgm/s aber. Sie können die Kraft für den Fall berechnen, in dem die Kraft wie eine Feder ist (wie ich es getan habe), aber dies wäre zu lang für einen Kommentar. Willst du das wirklich wissen?
Ist die Kraft im zweiten Fall = 2x(Kraft im ersten Fall)?
Meinst du die Maximalkraft? Ich bin mir nicht sicher. Die Kraft während des Stoßes folgt einer Sinuswelle (Suche nach harmonischem Oszillator) und ob die maximale Kraft doppelt so groß ist oder nicht, ist nicht offensichtlich. Sie müssten einige Berechnungen anstellen.

Weil die Reaktionskraft größer ist.

Die Kraft, die benötigt wird, um ein Objekt eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen zu lassen, ist die gleiche wie die Kraft, die benötigt wird, um es in derselben Zeit von dieser Geschwindigkeit auf Null abzubremsen. Dies ist Newtons 2. Gesetz.

Wenn also zwei gleiche und bewegliche Objekte kollidieren, ist die (Aktions-)Kraft, die erforderlich ist, um ein Objekt auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen, genau gleich der (Reaktions-)Kraft, die erforderlich ist, um das aufprallende Objekt auf genau Null abzubremsen.

Wenn zwei ungleiche Objekte kollidieren, ist dies nicht unbedingt der Fall, und daher werden Sie keines der Objekte stoppen sehen. Stattdessen können Sie das wann sehen

  • Wenn ein leichteres Objekt auf ein schwereres Objekt trifft, sind die Aktions-/Reaktionskräfte zwischen ihnen größer als zwischen gleichen Objekten. Und daher ist die Reaktionskraft, die das leichtere Objekt stoppt, größer als nötig, um es präzise auf Null abzubremsen. Somit verlangsamt sich das leichtere Objekt auf Null und beginnt sich dann rückwärts zu bewegen , als würde es abprallen.
  • Wenn ein Objekt gegen eine Wand stößt, können Sie dies als Kollision zwischen einem leichten Objekt und einem sehr schweren Objekt betrachten, und daher ist dieser Rückpralleffekt viel stärker (die Reaktionskraft ist viel größer). Es könnte tatsächlich so stark sein, dass das auftreffende Lichtobjekt mit genau der Geschwindigkeit, mit der es gekommen ist, nach hinten abprallt, nur in die entgegengesetzte Richtung.
Stellt sich hier nicht die Frage, warum die Reaktionskraft in verschiedenen Szenarien unterschiedlich ist?
Ja! Sind sie anders oder nicht?
Die Aktions-Reaktions-Terminologie ist hier sehr irreführend. Ich empfehle dringend, andere Wörter zu verwenden. Aktion-Reaktion wird fast überall mit Newtons 3. Gesetz in Verbindung gebracht, und dort sind die Aktions-Reaktions-Kräfte immer gleich und entgegengesetzt
Aktions-Reaktionskräfte sind immer gleich und entgegengesetzt. Aber Newtons 2. Gesetz besagt, dass die Beschleunigung eines Körpers umgekehrt proportional zu seiner Masse ist, so dass während der Zeit, in der die Kräfte aufgebracht werden, die leichtere Masse auf eine höhere Geschwindigkeit (oder genauer gesagt eine Geschwindigkeitsänderung) beschleunigt wird als die schwerere.

Versuchen Sie, die Impulserhaltung zu berücksichtigen. Die Wand bewegt sich vor oder nach der Kollision mit dem Ball nicht, und unter der Annahme, dass die Kollision elastisch ist (kein Energieverlust durch Wärme, Schall usw.), bleibt die Summe der Impulse vor und nach der Kollision erhalten, und Sie sollten Finden Sie heraus, dass der Ball vor und nach dem Stoß den gleichen Impuls haben muss. Also muss es auch in Bewegung sein.

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