Stellen Sie sich ein Seil vor, das von der Decke hängt (massiv / masselos, irrelevant, nehme ich an). Auf dem Seil wird ein Wellenimpuls aufgebaut. Sobald sich der Wellenimpuls auf diesem Seil auszubreiten beginnt, wird die Spitze des Seils abgeschnitten und das Seil kann frei fallen.
Was passiert mit dem Wellenimpuls?
Ich habe diese Frage als Hausaufgabe für einen zweiten Kurs zu Waves gestellt, aber dann wurde mir klar, dass dies wahrscheinlich nicht so einfach war wie die naive Antwort, die ich hatte.
Meine naive Antwort war, da das Seil einmal im freien Fall keine Spannung hat (keine Schwerkraft), ist die Geschwindigkeit für Querwellen auf dem Seil 0, daher friert der Puls relativ zum Seil ein und fällt.
Meine Kollegen wiesen auf Energie- und Impulserhaltung hin. Einer meiner Freunde kam zu dem Schluss, dass das Seil eine seltsame Spiralbewegung ausführen sollte, um Schwung und Drehimpuls um das Zentrum des Pulses herum zu erhalten.
Ich würde mich freuen, wenn jemand etwas Licht in dieses Problem bringen könnte.
Dem Puls wird zumindest zunächst nichts Ungewöhnliches passieren. Es bewegt sich genau so weiter das Seil hinauf, als wäre es nie durchtrennt worden, da es einige Zeit dauert, bis die Nachricht, dass das Seil durchtrennt wurde, bis zu der Stelle gelangt, an der sich die Welle befindet.
Während dieser Anfangsphase, in der der Puls noch nicht gelernt hat, dass das Seil durchtrennt ist, muss der Schwerpunkt des Seils noch nach unten beschleunigen . Die Unterseite des Seils beschleunigt überhaupt nicht (außer der Wellenbewegung). Das bedeutet, dass die Spitze des Seils beim Abwärtsbeschleunigen besonders schnell geht und den Boden einholt. Somit neigt das Seil dazu, sich selbst zusammenzurollen.
Sobald der fallende Teil des Seils auf die nach oben wandernde Welle trifft, ist alles möglich. Du hast im Grunde nur ein Seil, das, in einem frei fallenden Rahmen betrachtet, mit ziemlich viel Energie wild und locker herumflattert - was auch immer in der Welle und in der Dehnung gespeichert wurde, bevor es geschnitten wird.
Von dort aus möchten Sie wahrscheinlich simulieren oder ein Experiment durchführen. Beim schnellen Suchen habe ich online ein paar niedliche Seilsimulationen gefunden, und Sie können wahrscheinlich mehr finden, wenn Sie ein bisschen mehr graben.
kstar
Markus Eichenlaub
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