Stahl Kugel gegen starre Wand

Hallo,
ich habe ein Problem, ich weiss nicht ob das jetzt ein elastischer stoß ist oder ob das wie eine feder wirkt.

  1. Ich habe eine Stahlkugel mit einer Geschwindigkeit von 2m/s die senkrecht auf eine starre unbewegliche (unedlich dicke) Stahlwand prallt. Nun prallt die Kugel wieder zurück. In die gleiche Richtung von wo sie hergekommen ist. Nur die Richtung des Vektor hat sich geändert.
    Was ist das für ein Fall?

  2. Nun prallt die Stahlkugel gegen eine Kunststoffplatte. Die Kunststoffplatte biegt sich elastisch durch. Dabei wird die Kugel abgebremst, und dann wieder in die Richtung beschleunigut von dort wo sie herkam.
    Was ist das für ein Fall?

Hallo,

den Fall „mit Feder“ gibt es nicht. Was bei der Entscheidung elastisch / nicht-elastisch zählt, ist die finale Energiebilanz, nicht die tatsächlichen Durchbiegungen des Stoßvorgangs, denn die könnten reversibel sein.

Im ersten Fall sagst du, dass der Geschwindigkeitsvektor sich umdreht, also nicht verkürzt. Schon allein deswegen wird aus Gründen der Energieerhaltung die Wand unbeweglich geblieben sein, in deinem Fall garantiert durch die unendliche Schwere dieser. Damit ist das ein elastischer Stoß, bei dem die Energieerhaltung insofern gilt, als dass sämtliche Energien mechanisch bleiben / nichts in Wärme / Deformationsenergie umgewandelt wurde.

Beim zweiten Fall kommt es darauf an, ob die in der Durchbiegung kurzzeitig gespeicherte Energie der hereinkommenden und dann abgebremsten Kugel vollständig, oder nur unvollständig wieder an die Kugel zurückgegeben wird. Rein hypothetisch wäre es möglich, dass die Kugel ihre komplette Energie zurückbekommt (ein Fall genauso realistisch, wie die unendlich dicke Wand). Dass dem tatsächlich nicht so sein wird, erklärt sich durch
* plastische (irreversible) Deformationen in der Plastikplatte
* Restschwingungen, die in der Platte übrig bleiben und Energie klauen
Der Grad der Nicht-Elastizität lässt sich natürlich pauschal nicht feststellen.

Hoffe, die Frage beantwortet zu haben, frag sonst nochmal nach.
Gruß!
w.bars
P.S. Wie du schon an den beiden Fällen merkst, die einen elastischen Stoß zur Folge hätten – jeder reale Stoß ist immer nicht-elastisch.

Hallo,

ich habe ein Problem, ich weiss nicht ob das jetzt ein
elastischer stoß ist oder ob das wie eine Feder wirkt.

Du hast also nur ein Definitionsproblem, kein grundsätzliches,oder ?

  1. Ich habe eine Stahlkugel mit einer Geschwindigkeit von 2m/s
    die senkrecht auf eine starre unbewegliche (unedlich dicke)
    Stahlwand prallt…
  2. Nun prallt die Stahlkugel gegen eine Kunststoffplatte. Die
    Kunststoffplatte biegt sich elastisch durch.

Was ist das für ein Fall?

Da ist prinzipiell kein Unterschied.
Beides sind Federn, elastische Stöße und bei beiden nicht zu 100%.
Die Effizienz des Rückstoßes ist von der Elastizität der beteiligten
Materialien abhängig, sowohl bei der Kugel als auch bei der „Wand“.
Bleibende Verformungen und oder Wärmeentwicklung im Material nehmen
der Rückstoßenergie (kinetische Energie) ein Teil weg.
s.auch hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elastischer_Sto%C3%9F#R…
Die Verluste an kinetischer Energie sind in den k-Werten impliziert.

Gruß VIKTOR

Hallo, erst mal vielen Dank für die schnellen Antworten.

Also beim ersten fall war ich mir auch sicher. Nur beim zweiten Fall verstehe ich dasn irgend wie nicht ganz. Es ist mir klar das immer ein kleiner Teil der Energie(seis durch Reibung und Luftwiderstand) umgewandelt wird.
Die Kunststoffplatte, weist keine plastische Verformung auf (welche mit Bloßem Auge zu erkennen ist).
Ich verstehe nur nicht, was im Augenblick der ersten Berührung passiert.
Die Platte wird durchgebogen, in dieser Zeit wird die Geschwindigkeit der Kugel reduziert bis diese zum stillstandt kommt. Nun ist die Platte ( sagen wir mal 5 cm durchgebogen). Da die Platte nicht plastisch verformt wird sonder elastisch, biegt sie sich wider in die Ausgangsstellung, dabei beschleunigut sie die Kugel wieder, welche nachezu die gleiche Geschwindigkeit erreicht.
Ist das auch ein elastischer Stoß? und wie wird die elastische Kunststoffplatte genannt? Feder? oder nicht feder sonder eine form von elastischen stoß, (realen stoß= elastisch + plastischer)

Hej,

ja, das ist auch ein elastischer Stoß. Dieser hat nur eine weit größere Kontaktdauer.
Wie schon angemerkt wurde – Namen sind doch Schall und Rauch…? Warum brauchst du solch eine Definition? Physik wird nicht in Worten, sondern in Zahlen gemacht.

und noch ein ja – realer stoß = elastich + plastisch, kennt man vom auto, das irgendwo gegen fährt, zwar zurückgeworfen, aber auch ordentlich eingedellt wird.

w.bars

Hallo,
warum ich so was brauche? Ganz einfach, für meine Bachelorarbeit, meinem Betreuer reichen die Zahlen nicht. Er möchte das gerne in Worten gefast haben. Und dann hat er mich durcheinander gebracht. Mit elastischer Stoß und Feder und so den ganzen zeug. In den Büchern die ich so gelesen habe ist es auch nicht so einfach zu verstehen und die Beispiele sind meistens mit zwei Kugeln (eine Kugel bewegt sich, die andere steht sill) nach den Energie tausch, steht die andere still und die andere hat dann die geschwindigkeit (energie) vom anderen bekommen.
Und da beim elastischen Stoß keine kinetische Energie in innere Engerie oder Deformationsenergie umgewandelt wird, bin ich mir nicht sicher wie es bei einer elastischen Kunststoffplatte ist, da diese sich ja elastisch verformt, also sozusagen kin. Energie in Verformungs Energie (potentiele Engerie) umwandelt. Dann gibt die Platte die Engerie wieder an die Kugel zurück.

Danke für die Antowrt.
Ja ich habe ein Definitions Problem, aber auch ein Verständniss Problem.

Ist diese Vermutung mit potentielen Energie richtig? oder Ist das Aufprallen der Kugel auf die Kunststoffplatte ein einfacher elastischer Stoß?

Na, wenns um ne Ba-Arbeit geht… Wie sagte ein Jurist – ein Blick ins Gesetz erleichertert die Urteilsfindung.

Nehmen wir mal wiki: http://en.wikipedia.org/wiki/Collision#Types_of_coll…

A perfectly elastic collision is defined as one in which there is no loss of kinetic energy in the collision. In reality, any macroscopic collision between objects will convert some kinetic energy to internal energy and other forms of energy, so no large scale impacts are perfectly elastic.

Wie ich schon sagte – keine Umwandlung von mechanischer Energie in was anderes = elastisch.

Aber eigentlich ist Physik doch ein wenig anders gestrickt, als Normwissenschaften wie Jura. Diese beiden Begriffe sind, wie die meisten in der Physik, keine Beschreibungen der Wirklichkeit, sondern Beschreibungen des theoretischen Modells, das man sich für die Wirklichkeitsbeschreibung hernimmt. In der könnte man auf die Begrifflichkeit des elastischen Stoßes verzichten, weil es sowas ja nicht gibt. Nur auf dem Papier eben.
D.h. wenn du in deiner Ba-Arbeit beschreiben sollst, wie der Vorgang ist, so ist alles irgednwie inelastisch. Wenn du aber beschreiben sollst, mit welchem Modell du die Wirklcihkeit beschreibst, so solltest du uns beschreiben, mit welcher Art mathematischem Modell du die Plastikplatte bearbeitest.

Eine andere Möglichkeit wäre, mit deinem Chef dich darüber zu unterhalten, was er genau meint :wink: Schließlcih ist er dafür da.

Und ncoh eine Möglichkeit: da der Begriff (in)elastisch nicht wirklcih streng definiert ist, solltest du den zwar bringen, aber auch die Begründung, was du genau mit diesem Begriff meinst, im Nebensatz anfügen. Nach dem Motto „damit ist das Gefährt ein Auto, schließlich hat es vier Räder und fährt von selbst.“ Nicht alle Menschen haben die gleiche Definition eines Autos, und du würdest die deinige direkt klarmachen.

w.bars

Danke für die sehr Ausführliche Antwort.
Du hast recht, ich habe die Theorie auf die Wirklichkeit projiziert. Dadurch bin ich durcheinander gekommen. Ich habe es beschlossen das ich die Theorie beschreibe und nicht die Wirklichkeit da dieser Punkt in der Arbeit nicht wichtig (also schon wichtig nur nicht der wichtigste) ist.
Damit habe ich immer probleme, weil ich oft immer denke. Das was ich sehe so wird es auch dann Berechnet. Was aber nicht der Fall ist.

Somit,
Frohe Ostern