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Stoßexperiment!
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IKE
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Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 17:10:16    Titel: Stoßexperiment!

Hallo!
folgendes problem!
Ein kern m1 und der positiven ladung Z1e fliegt zentral mit der geschwindigkeitv auf auf einen ruhenden kern mit der masse m2 und der positiven ladung Z2e zu. Die elektrostatische kraft zwischen den beiden kernen ist F=-((1/4PiEpselon0)*(Z1Z2+e2/r²)), wenn r der Abstand der mittelpunkte ist der beiden als kugelförmig angenommenen Kerne ist.

a) wie groß ist die geschwindigkeit des gemeinsamen schwerpunktes der beiden kerne?
b)wie groß ist die geschwindigkeit von teilchen 1 bzw 2 bezüglich des schwerpunktes?
c)welche kinetische energiesteht zur überwindung der elektrostatischen Abstoßung zur verfügung?

Kome bei der aufgabe überhaut net weiter, alles mögliche bereits versucht!!! Wäre nett wenn mir hier vielleicht einer helfen könnte

danke!!!
as_string
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Anmeldungsdatum: 04.08.2006
Beiträge: 2792
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 17:49:00    Titel:

Hallo!

Soll das eigentlich relativistisch gerechnet werden?

Wenn nicht:
Der Schwerpunkt berechnet sich immer über die Formel:
S = (summ_über_i(m_i*x)/summe_über_i(m_i)
Also die Summe über alle Massen mal deren Ortsvektor geteilt durch die Summe aller Massen.
Hier hast Du 2 Massen, also ist der Schwerpunkt bei:
S = (m1*(v*t; 0; 0) + m2*(0; 0; 0))/(m1+m2) = m1/(m1+m2) * (vt; 0; 0)
wenn man mal annimmt, dass die Masse m2 im Ursprung ruht und und die Masse m1 in positive x-Richtung fliegt.
Die Geschwindigkeit des Schwerpunkt ist dann v*m1/(m1+m2)
Probier mal, ob Du damit schon weiter kommst.

Gruß
Marco
IKE
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Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 17:57:14    Titel:

Hi!

was ich nicht so ganz nachvolziehen kann ist der unterschied von frage a und b!!!

danke
as_string
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Anmeldungsdatum: 04.08.2006
Beiträge: 2792
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 18:06:04    Titel:

Naja, wenn Du als Schwerpunkts-Geschwindigkeit vS=m1/(m1+m2) * v hast, dann ist die Geschwindigkeit von m2 bezüglich dieses Schwerpunktes (Bezugssystem, in dem der Schwerpunkt in Ruhe ist) nicht mehr 0, sondern gerade vS.
Und die Geschwindigkeit v ist in diesem Bezugssystem v-vS.

Das ist aber alles nicht mit Relativitätstheorie. Da ist es nochmal etwas anders. Deshalb meine Frage, ob das mit oder ohne gerechnet werden soll.

Gruß
Marco
IKE
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Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 18:09:55    Titel:

Das sollte alles ohne berechnet werden! Mechanik erstes semester;)
as_string
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Anmeldungsdatum: 04.08.2006
Beiträge: 2792
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 18:19:35    Titel:

Für die Energie vielleicht noch:
Wenn Du das ganze nicht im Schwerpunktsystem betrachtest, dann musst Du immer berücksichtigen, dass der Impuls erhalten bleibt. Du kannst dann also nie die gesamte kinetische Energie der beiden Massen in die Überwindung des Potentials stecken, weil sonst beide Massen in Ruhe wären und der Impuls 0 wäre. Beide müssen also in einem nicht CMS (center-of-momentum/mass-system) immer noch einen Rest an kinetischer Energie haben, egal was genau im Detail passiert.
Umgekehrt ist aber im CMS der Gesamtimpuls so wie so 0. D. h., dass die kinetische Energie von beiden komplett für die Überwindung des Potentials genutzt werden kann.

Verstehst Du, was damit gemeint ist?

Gruß
Marco
IKE
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Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 18:28:03    Titel:

ja schon, wenn ich aber so überläge wie müsste denn nun b c aussehen also die gleichungen? und vielleicht noch eine andere frage welche kinetische energie steckt in der bewegung des schwerpunktes?

danke
IKE
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Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: 16 Jan 2007 - 18:49:51    Titel:

und mal ne andere frage verständnis: also wenn ich meine m1 bewege dann bewegt sich doch auch automatisch m2 wegen der abstoßung, also haben die massen doch die gleichen geschwindigkeiten oder??? wieso nimmste dann an dass v-vs verstehe ich nicht???

danke
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