Walter Lewin Vorlesung 16 - Ball springt an Wand?

Ich habe nie Physik an der Universität studiert und halte das für einen Fehler, also korrigiere ich das jetzt, indem ich es selbst unterrichte. Insofern habe ich mir die MIT-Vorlesungsvideos von Walter Lewin angeschaut und bin gerade bei Vorlesung 16. In der Vorlesung geht es um Elastic Collisions.

In diesem Vortrag stellt er diese Frage, zu der ich Sie einlade (der Link sollte Sie zur richtigen Zeit im Video führen, aber wenn dies nicht der Fall ist, wird die Frage bei 22m52s gestellt).

Ich vermute, dass der Grund dafür, dass die Wand diesen Impuls, aber keine kinetische Energie haben kann, folgender ist:

P = M v
K E = M v 2 2

Aber in diesem Fall ist es extrem groß und wird mdaher sehr sehr klein sein, selbst wenn es quadratisch ist. vWenn es sich also um eine vollständig elastische Kollision handeln würde und der Ball abprallen würde, wäre der Wert von 'v' für die Wand gleich Null und die Gesetze der Physik gelten. Ich denke also, dass die Wand in der Frage eine Geschwindigkeit von Null haben wird und somit eine Verdoppelung Null ist.

Ich vermute, dass in Wirklichkeit 'v' für die Wand nicht ganz Null ist, sodass die Wand eine kleine Menge kinetischer Energie erhält. Daher muss es diese Energie irgendwie verlieren (sonst könnten Sie Tennisbälle gegen die Wand werfen, bis sie vor Energie explodiert). Mein Verdacht ist, dass Wände dies bei Vibrationen und Hitze verlieren. Ich vermute auch, dass deshalb schlaffe Metallstücke ein bisschen herumwackeln, wenn Sie einen Ball dagegen werfen.

Ich kann Walter Lewin natürlich nicht fragen, ob ich das richtig verstanden habe, also frage ich hier. Bin ich auf dem richtigen Weg oder habe ich das komplett falsch verstanden? Vielen Dank für deine Hilfe.

Wenn Sie an der Bewegung der Wand interessiert sind, ist sie vernachlässigbar, die Wandgeschwindigkeit ist Null. Was nützen nun der Wandimpuls und die Energie, wenn sich die Wand nicht bewegt?

Antworten (1)

Du hast Recht. Angenommen, die Wand (und tatsächlich die ganze Erde) ist ein vollkommen starrer Körper, der nach der Kollision sowohl Impuls als auch kinetische Energie hat. Und kinetische Energie, ausgedrückt als riesige Masse – winzige Geschwindigkeit im Quadrat , wird vernachlässigbar sein, während Impuls, ausgedrückt als riesige Masse – winzige Geschwindigkeit, nicht vernachlässigbar sein wird.

M ≫ M , v ≪ v

M v 2 2 ≪ M v 2 2

M v ≈ M v

Lassen Sie mich einen Kommentar hinzufügen, der zeigt, dass die Aussagen nicht unabhängig sind. Es ist nützlich, die kinetische Energie in Form des Impulses zu schreiben P , nämlich E = ( M v ) 2 / 2 M = P 2 / 2 M . Jetzt, P der Wand und des Objekts sind wegen der Impulserhaltung, also Aktion und Reaktion, bis auf das Vorzeichen gleich. Das sieht man also P 2 / 2 M ist eine abnehmende Funktion von M für ein festes P Je schwerer also das Objekt bei der Kollision ist, desto weniger kinetische Energie trägt es.
Rechts! Guter Punkt, Luboš.
Vielen Dank für die gute Antwort Pygmalion und das ist eine clevere Umordnung der kinetischen Energiegleichung Lubos. Ich werde das für die Zukunft im Hinterkopf behalten und versuchen, mich daran zu erinnern, es bei Problemen anzuwenden.
Walter Lewin Vorlesung 16 - Ball springt an Wand?
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