zu II.4.1.: Gedankenexperiment zum Schwerpunktsatz: Wie weit kann man mit diesem Rückstoßantrieb fahren? Sand (masselos) Munition, M 1 Kugel: dM v1 . v2 m 0 m 0 m 0 M Sand + Munition Massenschwerpunkt (zeitlich konstant)
Wechsel-wirkungsgebiet II.4.3. Stoßgesetze θ1 θ2 Streuwinkel m1 m2 Wechsel-wirkungsgebiet Konservative Kräfte: Elastischer Stoß Σ Ti = const Dissipative Kräfte: Unelastischer Stoß Σ Ti nimmt ab Innere Anregung: Superelastischer Stoß Σ Ti kann zunehmen ME 2.26 Elastischer und unelastischer Stoß von zwei Kugeln ME 2.28 Kugelstoßreihe Billiard: Direkter Stoß des Laien ziemlich elastisch Profistoß mit Drall superelastisch
e+ e- e+ e- Beispiel: θ Elastische Streuung von Elementarteilchen Detektor e+ e- θ e+ e- 100 GeV 100 GeV 100 GigaVolt Beschleunigungsspannung Experimentelle Charakterisierung der Kraft beim Stoß:
Beispiel: e e
e+ e- e+ γ e- Beispiel: Unelastische Streuung von Elementarteilchen Detektor e+ e- γ Lichtquant (Photon) Gammastrahlung e+ e- 100 GeV Typischer Detektor für Elektronen und Photonen: „Kalorimeter“ aus speziellen Kristallen Teilchenenergie sichtbares Licht Photosensor
Beispiel: e e
m1 m2 m1 m2 Abgeschlossenes System Impulserhaltung: (Stets gültig! Egal ob elastisch oder nicht) Beispiel: total unelastischer Stoß m1 m2 m1 m2 Verformungsenergie Q ↗ ME 2.30 Impulserhaltung
Beispiel: Ballistisches Pendel m2 L Schwerpunktsbewegung: L Umkehr-punkt d h Aufheizung, Wärmeenergie Q m1 v v' ME 2.32 Ballistisches Pendel Messe d Tafelrechnung
Elastischer Stoß: Q 0 θ2 θ1 Streuwinkel Impulserhaltung... Schwerpunkt ...und zusätzlich Energieerhaltung 6 Unbekannte Impulserhaltung 3 Gleichungen Energieerhaltung 1 Gleichung 2-dimensionale Lösungsschar z.B. Parameter: 1 , 2 Schwerpunktgeschw. bleibt konstant, Relativgeschw. wird gedreht!
Spezialfall: Elastischer Stoß im Schwerpunktsystem Erhaltung des Schwerpunktimpulses: Streuebene Energieerhaltung Impulsübertrag:
oft ruhend im Labor Laborsystem Spezialfall: Elastischer Stoß im Targetsystem oft ruhend im Labor Laborsystem Schwerpunktgeschwindigkeit: Streuebene Folgerung: falls m1 m2 Anwendung: Neutronen-Abbremsung durch Moderator in Kernkraftwerken m1 m2
entartete Streukreise Spezialfall: Targetsystem, m1 m2 Streuebene entartete Streukreise ME 2.29 Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) 50 %
Streuung in alle Richtungen Spezialfall: Targetsystem, m2 Streuebene ME 2.29 Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) Streuung in alle Richtungen 100 %
Spezialfall: Targetsystem, m1 Streuebene ME 2.29 Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) Vorwärtsstreuung 100 %
Elastischer Stoß gegen eine ruhende ebene Wand: keine Kräfte parallel zur Wand Folgerung: Reflexionsgesetz Einfallswinkel Ausfallswinkel ME 2.29 Elastischer Stoß in Ebene (Billiard)