Energieerhaltungssatz Abituraufgaben 2005

2.1 Erklären Sie allgemein
den Vorgang des geraden elastischen Stoßes
und gehen Sie dabei
auf die geltenden physikalischen Gesetze ein.

Zitat von Wikipedia: Elastischer Stoß

Zwei Körper stoßen aufeinander,
ohne dass dabei Energie
in innere Energie,
beispielsweise Wärme oder Deformation,
umgewandelt wird.

Nach dem Energieerhaltungssatz
ist also die Summe der Bewegungsenergien (kinetische Energien)
vor dem Stoß
gleich der Summe der kinetischen Energien (Bewegungsenergien)
nach dem Stoß.

[...]

Nach der Definition von "elastisch"
muss die Summe der kinetischen Energie
vor und nach dem Stoß
gleich hoch sein.

[...]

[TEX]\sum E_\mathrm{kin} & = \sum E'_\mathrm{kin}[/TEX]

Alles anzeigen

Die Energie von der Stahlkugel
überträgt sich also ideal gedacht
auf die Kupferkugel.

Da die Stahlkugel
eine Masse von m₁ = 32,9 g hat,
wird die Kupferkugel
vermutlich
nicht so stark ausgelenkt werden
wie die Stahlkugel,
da sie eine höhere Masse
nämlich m₂ = 37,5 g hat.

2.2 Welche Art der Energie
haben jeweils beide Kugeln
in dem Moment

- wenn die Stahlkugel ausgelenkt ist

Wird die Stahlkugel angehoben
und festgehalten,
so sollte sie potentielle Energie (Höhenenergie) haben.

Diese sollte höher sein
als bei der Kupferkugel,
da sich die Stahlkugel im Bezug auf die Kupferkugel
in einer größeren Höhe befindet.

- unmittelbar vor dem Stoß

Unmittelbar vor dem Stoß
sollte ausschließlich die Stahlkugel
Energie haben
und zwar kinetische Energie (Bewegungsenergie).

Ihre gesamte Höhenenergie
wurde in Bewegungsenergie umgewandelt,
die sich beim Zusammentreffen beider Kugeln
auf die Kupferkugel überträgt.