Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 36
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
Impulserhaltungssatz: m1 ⋅ v1 + m2 ⋅ v 2 = m1 ⋅ u1 + m2 ⋅ u2
Energieerhaltungssatz: 1 2 1 2 1 2 1 2
m1 ⋅ v1 + m2 ⋅ v2 = m1 ⋅ u1 + m2 ⋅ u2 + Δ Ekin 2 2 2 2
Wobei ΔE kin der Anteil der umgewandelten kinetischen Energie ist. Wenn ΔE kin unbekannt ist, lassen sich
u 1 und u 2 nicht mehr berechnen. Als Spezialfall gilt für den vollständig unelastischen Stoß, bei dem beide
Stoßpartner nach dem Stoß zusammenhängen und sich mit gleicher Geschwindigkeit weiterbewegen:
u = u = u ⇒
1 2
m
u
m m v
m
m m v
1
2
= ⋅ 1 + ⋅
+
+
1 2
1 2
2
Aus der Bestimmung von u lässt sich dann der Verlust an kinetischer Energie bestimmen (Anwendung z.B.
im ballistischen Pendel).
2.8 Dynamik der Drehbewegungen
2.8.1 Zentripetal- und Zentrifugalkraft
Bei der Herleitung der Gesetze der Drehbewegungen wurde gezeigt, dass
ein Körper der Masse m, der sich auf einer Kreisbahn bewegt, in Richtung
des Kreismittelpunktes beschleunigt wird. Nach dem 2. Newtonschen Axi-
om muss demnach auch eine Kraft auf ihn wirken. Diese Kraft ist notwen-
dig, um den Körper auf eine Kreisbahn zu zwingen, da er sich sonst ge-
radlinig, gleichförmig bewegen würde (erstes Newtonsches Axiom).
Die Kraft die auf den Körper wirkt wird Zentripetalkraft genannt.
Die Richtung der Kraft weist zum Kreismittelpunkt, die Größe lässt sich
errechnen aus:
Zentripetalkraft: Fzp = m ⋅ ar = m ⋅ ω ⋅r
2
Nach dem dritten Newtonschen Axiom muss eine Gegenkraft zur Zentripetalkraft vorhanden sein. Diese
Kraft wird Zentrifugalkraft genannt
Zentrifugalkraft: Fzf = − Fzp
2.8.2 Kreispendel