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allgemeine frage - arbeitweise
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haoh
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Anmeldungsdatum: 30.11.2004
Beiträge: 41

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 00:33:18    Titel: allgemeine frage - arbeitweise

soo damit ihc euch so viele nervige fragen wie nötig erspare stell ich mal ne wesentliche frage;) :


wann weiss man wann man den energieerhaltungsatz oder den impulserhaltungssatz verwendet, bzw andere physikalische formeln?

wann muss ich wie arbeiten? ich weiss ist eine sehr allgemeine frage ich such mir noch ne aufgabe dafür... aber wär hilfreich wenn ihr jetzt schon antworten könntet!

vielen dank im vorraus Smile !
Icealater
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Anmeldungsdatum: 10.03.2005
Beiträge: 532

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 08:10:14    Titel:

Es gibt in der Physik eine Reihe von Theoremen, die Erhaltungssätze genannt werden. Diese Erhaltungssätze sind für das Verständnis der Physik und das Lösen von Problemen von immenser Bedeutung.

Aber zunächst müssen wir einen Begriff klären, den des abgeschlossenen Systems.

Code:
Ein abgeschlossenes System ist ein System von Objekten, auf das keine Kraft von außen wirkt.



Bsp: Impulserhaltung


Um das zu verstehen, betrachten wir ein abgeschlossenes Sytem aus zwei punktförmigen Objeketen A und B. Beide Objekete haben eine Masse und eine Geschwindigkeit und damit auch einen Impuls.

pa(t) = ma(t) * va(t)

pb(t) = mb(t) * vb(t)

Wenn diese beiden Objekte in irgendeiner Weise wechselwirken, beispielsweise sich anziehen, sich abstoßen oder zusammen prallen, so kommen als Ursache dafür nur zwei Kräfte in Frage:

Die Kraft Fba, die A auf B ausübt, und die Kraft Fab, die B auf A ausübt.
Mehr Kräfte kann es nicht geben, denn von außen greift laut Vorraussetzung keine Kraft in das System hinein.


Für diese beiden Kräfte gilt nach dem 3. Newtonschen Gesetz:

Code:
Fab(t) = - Fba(t)


Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz ist die Kraft auf ein Objekt die Ableitung seines Impulses nach der Zeit. Setzt man dies in die Gleichung ein, wird daraus:

d / dt * pa(t) = - d /dt * pb(t)

Diese Gleichung ein wenig umgeformt:

d / dt * [ pa(t) + pb(t) ] = 0

Da sich nur die Objekte A und B in dem System befinden, gibt es auch nur die beiden Impulse pa und pb. Der Klammerausdruck auf der linken Seiet stellt folglich den Gesamtimpuls pges des Systems dar.

d / dt pges(t) = 0

Die Ableitung einer Funktion ist 0, wenn die Funktion eine Konstante ist. Folglich ist der Gesamtimpuls des Systems zeitlich konstant.

pges(t) = 0 = const.

Damit ist der Impulserhaltungssatz in abgeschlossenen Systemen mit zwei objekten bewiesen. Dieser Beweis lässt sich leicht auf beliebig viele Objekte erweitern.


Jetzt fragst Du Dich bestimmt, warum ich das ganze schreibe:

Zitat:
wann weiss man wann man den energieerhaltungsatz oder den impulserhaltungssatz verwendet, bzw andere physikalische formeln?


Man kann die Erhaltungssätze nur anwenden, wenn ein System abgeschlossen ist.

und...

Stellt man eine Kräftebilanz auf und würde dann die Bewegungsgl. lösen, so müsste man immer den kompletten zeitlichen Verlauf der Objekte kennen oder berechnen. Oft ist dieser aber gar nich gefragt und auch viel zu schwer zu bestimmen. Es reicht häfig aus, das Problem nur für bestimmte Situationen zu betrachten, und sich um die Zeit, zwischen den Situation, gar nicht zu kümern.

Und ganz allgemein, verwendet man stets die Formeln die zur Aufgabnestellung passen.
R@W
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Anmeldungsdatum: 06.03.2005
Beiträge: 540
Wohnort: nur dort wo es i-net gibt

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 11:29:30    Titel:

anmerkung: die meisten ansätze sind enwteder das kräftegleichgewicht oder die energieerhaltung; mit den beiden ansätzen kommt man meistens weiter; manchmal wird zusätzlich die impulserhaltung verwendet.
Zitat:
pges(t) = 0 = const.

bedingt richtig, wie du oben bewiesen hast ist die zeitliche ableitung des gesamtimpulses gleich null; jedeoch muss der gesamtimpuls selbst nicht notwendiger weise ebenfalls null sein; es kann ebenso eine gelichförmige bewegung des systemschwerpunktes vorliegen;
Icealater
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Anmeldungsdatum: 10.03.2005
Beiträge: 532

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 15:42:22    Titel:

Hi r@w,

kannst du das mal genauer erklären?

Zitat:
bedingt richtig, wie du oben bewiesen hast ist die zeitliche ableitung des gesamtimpulses gleich null; jedeoch muss der gesamtimpuls selbst nicht notwendiger weise ebenfalls null sein; es kann ebenso eine gelichförmige bewegung des systemschwerpunktes vorliegen;


Das hört sich für mich nach dem 1 Newtonschen Gesetz an. (konstante träge Masse und Kräftefreiheit)

Auf ein Objekt das sich nicht bewegt wirkt keine Kraft. Der Umkehrschluss gilt allerdings nicht.

Ein Objekt von konstanter träge Masse, auf das keine Kraft wirkt, bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus, oder ist Bewegungslos.

was erkenn ich denn da nicht???

mfg Icealater


edit:\ das würde doch heißen, das die Summe der Objekt masselos wäre und und trotzdem eine Bewegung statt findet, oder.... wie geht das?
R@W
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Anmeldungsdatum: 06.03.2005
Beiträge: 540
Wohnort: nur dort wo es i-net gibt

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 16:33:29    Titel:

Zitat:
Auf ein Objekt das sich nicht bewegt wirkt keine Kraft. Der Umkehrschluss gilt allerdings nicht.

Ein Objekt von konstanter träge Masse, auf das keine Kraft wirkt, bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus, oder ist Bewegungslos.

kleiner nachtrag; es geht immer um die resultierende kraft!!
was du daran jetzt nicht verstehst weiß ich nicht; das ist doch alles richtig;
was du allerdings mit mit der summe aller objekte meinst weiß ich nicht; da es keine negative massen gibt, kann eine summ von massen immer nur positiv sein und diese ist auch nur dann gleich null, wenn du nur masselose teilchen betrachtest (also photonen aner selbst die haben eine masse);
also ich versuch mal die impulserhaltung noch mal genau zu erklären; bessergesagt mit anderen worten wie du es ja bereits getan hast;

du hats richtig fetsgestellt Factio = -Freactio wobei beide kräfte engegengestzt gerichtet sind und betragsmäsig gleich groß.
laut newtnonischem axiom: F = dp/dt
dp1/dt = dp2/dt
d(p1 + p2)/dt = 0 wie man leicht rausbekommt;
aber was bedeutet es genau, das die ableitung null ist? nämlich, dass die stammfunktion eine konstante ist!! der gesamtimpuls muss konstant sein; nicht notwendiger weise null; das kannst du ganz einfach testen, in dem due den geasmtimpuls auf 5(kg*m/s) festlegst; denn die abbleitung von 5 ist null;
das bedeutet also, das sich das system durchaus bewegen kann, auch wenn keine kraft auf es ein wirkt; jedoch nur so, das die summe aller einzelimpulse immer den konstanten wert annimmt; man kann durch die impuls erhaltung zeigen, das sich weiter hin der schwerpunkt des gesamtsystem sich mit diesen gesamtimpuls vortbewegt;
der schwerpkt berechnet sich aus:


wenn also die resultierende äußere kraft auf jedes einzelne teilchen gleich null ist; so könne zwar kräfte unter einander wirken, der schwerpkt wird sich aber gleichförmig weiterbewegen, bzw in ruhe verharren; (das in ruhe verharren ist ja nicht weiter als ein gleich förmige bewegung mit der geschwindigkeit null)
Icealater
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Anmeldungsdatum: 10.03.2005
Beiträge: 532

BeitragVerfasst am: 29 März 2005 - 17:25:53    Titel:

du hattest mich ein wenig verwirrt, aber sicher

Zitat:
, in dem due den geasmtimpuls auf 5(kg*m/s) festlegst; denn die abbleitung von 5 ist null


Icealater
Gast







BeitragVerfasst am: 30 März 2005 - 16:48:27    Titel:

danke für euer hilfe erstmal!

aber sagt mal, euer "streitpunkt" - ist das unistoff? oder muss ich das auch können?
was bringt mir eine ableitung in diesem kontext? kann ich mit schwerpunkten was anfangen? hab nämlich keine ahnung was das ist!

[/img][/quote]
Icealater
Moderator
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Anmeldungsdatum: 10.03.2005
Beiträge: 532

BeitragVerfasst am: 30 März 2005 - 16:59:46    Titel:

Von müssen kann bei Wissen keine Rede sein, entweder man ist interessiert oder nicht,

und einen Streitpunkt hat es nie gegeben, r@w hat mir nur kurz auf die Sprünge geholfen.....


Nun zur Ableitung... hier geht es darum zu Beweisen das der Gesamtimpuls in einem abgeschlossenen System konstant ist.

Ich dachte, dass wenn ich Dir den Beweis für den Impulserhaltungssatz gleich mitliefere, Du es einfacher hättest zu erkennen das die Erhaltungssätze nur für abgeschlossene Systeme gelten.

Und Du somit stets klären kannst ob Du überhaupt einen anwenden kannst, oder einen anderen Ansatz wählen musst.

mfg Icealater
haoh
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Anmeldungsdatum: 30.11.2004
Beiträge: 41

BeitragVerfasst am: 31 März 2005 - 22:37:11    Titel:

ok vielen dank! Smile
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