PhysProf - Impulssatz - Elastischer Stoß - Unelastischer Stoß - Dynamik

PhysProf - Physik-Software - Impulssatz

Fachthema: Impulssatz

PhysProf - Dynamik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

PhysProf - Physikprogramm mit Animationen - Impulssatz

Online-Hilfe für das Modul
zur Simulation des elastischen und unelastischen Stoßes.

Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema und eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.

PhysProf - Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte
 

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Themen und Stichworte zu diesem Modul:
Elastischer Stoß - Unelastischer Stoß - Zentraler Stoß - Zentraler elastischer Stoß - Plastischer Stoß - Zentraler unelastischer Stoß - Impulserhaltungssatz - Stoß zweier Kugeln - Erhaltungssatz - Bewegungsenergie - Energieerhaltungssatz - Berechnen - Impulserhaltung - Mechanik - Formel - Verformungsarbeit - Impuls - Stöße - Geschwindigkeit - Masse - Energie - Geschwindigkeit - Arbeit - Formeln zur Impulserhaltung - Gesamtimpuls - Simulation - Impulssatz - Stoß - Stoßgesetze - Simulator - Stoß berechnen - Berechnung - Beispiel - Bild - Grafik - Grafische Darstellung - Kollision zweier Kugeln - Kollision zweier Körper - Einheit - Physikalische Einheit - Formel - Präsentation - Rechner - Beispiel

 
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Impulssatz


Das Unterprogramm [Mechanik I] - [Impulssatz] ermöglicht die Simulation des elastischen und des unelastischen Stoßes.

PhysProf - Impulssatz - Elastischer Stoß - Unelastischer Stoß - Mechanik - Formel - Beispiel - Kraft - Kräfte
 

Als Stoß wird der Zusammenprall zweier Körper beschrieben. Während der Berührung findet ein Energie- und Impulsaustausch statt. Beim elastischen wie beim unelastischen Stoß gelten sowohl der Energieerhaltungssatz, wie auch der Impulserhaltungssatz. Unter dem Impuls eines Körpers wird das Produkt seiner Masse und seiner Geschwindigkeit verstanden.
 

Impulssatz - Gleichung - 1

p: Impuls des Körpers [kg·m/s]

m: Masse des Körpers [kg]

v: Geschwindigkeit des Körpers [m/s]

Der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems ist konstant.

Impulssatz - Gleichung - 2

Elastischer Stoß

Beim elastischen Stoß (gerade, zentral) besitzen beide Körper nach dem Zusammenprall, nach Betrag und Richtung, veränderte Geschwindigkeiten. Bei einem geraden zentralen Stoß bewegen sich die Massenmittelpunkte beider Körper auf einer gemeinsamen Geraden.

Es gilt nach dem Impulssatz:

Impulssatz - Gleichung - 3

und nach dem Energiesatz:

Impulssatz - Gleichung - 4

und hieraus:

Impulssatz - Gleichung - 5

und aus diesen Zusammenhängen:

Impulssatz - Gleichung - 6

Impulssatz - Gleichung - 7

Hierbei sind:

m1: Masse des Körpers 1 [kg]

m2: Masse des Körpers 2 [kg]

v1: Geschwindigkeit des Körpers 1 vor dem Stoß [m/s]

v2: Geschwindigkeit des Körpers 2 vor dem Stoß [m/s]

v1': Geschwindigkeit des Körpers 1 nach dem Stoß [m/s]

v2': Geschwindigkeit des Körpers 2 nach dem Stoß [m/s]
 

Unelastischer Stoß


Sind die bei einem Stoßvorgang beteiligten Körper unelastisch, so verformen sie sich an ihren Berührungsstellen und bewegen sich daraufhin mit gemeinsamer Geschwindigkeit weiter. Beim unelastischen Stoß wird ein Teil der Gesamtenergie in innere Energie umgewandelt.

Aus

Impulssatz - Gleichung - 8

ergibt sich

Impulssatz - Gleichung - 9

Aus den Energien der Körper vor dem Stoß

Impulssatz - Gleichung - 10

und nach dem Stoß

Impulssatz - Gleichung - 11

kann die Verformungsarbeit errechnet werden:

Impulssatz - Gleichung - 12

Hierbei sind:

m1: Masse des Körpers 1 [kg]

m2: Masse des Körpers 2 [kg]

v1: Geschwindigkeit des Körpers 1 vor dem Stoß [m/s]

v2: Geschwindigkeit des Körpers 2 vor dem Stoß [m/s]

v: Gemeinsame Geschwindigkeit beider Körper nach dem Stoß [m/s]

E1: Summe der Bewegungsenergien beider Körper vor dem Stoß [J]

E2: Summe der Bewegungsenergien beider Körper nach dem Stoß [J]

W: Verformungsarbeit [J]

 

Programmbedienung - Beispiel

Legen Sie zunächst durch die Aktivierung des Kontrollschalters Elastischer Stoß bzw. Unelastischer Stoß fest, welchen dieser Zusammenhänge Sie analysieren möchten.

Durch die Positionierung der Rollbalken m1 und m2 legen Sie die Massen der beiden Wagen fest. Die Zuweisung der Geschwindigkeiten, die die Wagen vor dem Eintreten des Stoßes besitzen, bestimmen Sie durch die Positionierung der Rollbalken v1 und v2. Das Programm gibt hierauf die Werte für die Impulse p1 und p2 aus. Zudem zeigt es die Werte für die Energien E1' und E2' an. Es sind dies die Bewegungsenergien die die Wagen vor dem Stoß besitzen.

Bei Ausführung eines Klicks auf den Schalter Start führt das Programm die Simulation aus. Nach dem eintretenden des Stoßes werden die zudem Werte für die Geschwindigkeiten v1 und v2 ausgegeben, die die beiden Wagen hierauf besitzen.

Wird die Schaltfläche Urzustand bedient, so haben Sie die Möglichkeit, die Darstellung in den Anfangszustand zurückversetzen zu lassen. Beim unelastischen Stoß können Sie durch die Aktivierung des Kontrollkästchens Dauer-Simu festlegen, ob die Animation stetig wiederholt werden soll.
 

Video

 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

   
Kurzbeschreibungen einiger Module zu entsprechenden Themenbereichen

Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
 
Nützliche Infos zu diesem Themengebiet

 
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter
Wikipedia - Impulserhaltungssatz sowie unter Wikipedia - Stoß zu finden.
 

Implementierte Module zum Themenbereich Mechanik


4-Takt-Ottomotor - Impulssatz - Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung - Bewegung und Geschwindigkeit - Geschwindigkeit und Beschleunigung - Wellen - Druck in Flüssigkeiten - Ideale Strömung - Kinetische und potentielle Energie - Brownsche Bewegung - Molekularbewegung - Harmonische Schwingungen - Kreisbahnbewegung - Auftrieb - Geneigte Ebene - Freier Fall - Waagerechter und schiefer Wurf - Pendel - Chaos-Doppelpendel - Gedämpfte mechanische Schwingung - Rolle und Flaschenzug - Balkenwaage - Hebelgesetz - Zweites Newtonsches Gesetz - Drittes Newtonsches Gesetz - Mechanische Arbeit - Hookesches Gesetz
 

Unsere Produkte
 
PhysProf 1.1
Physik interaktiv
 
PhysProf 1.1 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich physikalische Gesetzmäßigkeiten und Gegebenheiten zu verdeutlichen. Es spricht alle an, die sich für die Ergründung physikalischer Prozessabläufe und derartige Zusammenhänge interessieren. In zahlreichen Unterprogrammen besteht die Möglichkeit, Veränderungen von Einflussgrößen manuell, oder durch die Ausgabe automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Inhaltlich umfasst es ca. 70 verschiedene Unterprogramme zu den Fachthemenbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik und Optik.
 

Bilder zum Programm PhysProf 1.1 - Mechanik - Elektrotechnik - Thermodynamik - Optik
 

Durch die Benutzung dieses Programms wird es ermöglicht, bereits bekannte Fachthemeninhalte aufzuarbeiten und entsprechende Sachverhalte numerisch wie auch grafisch zu analysieren. Mittels der freien Veränderbarkeit der Parameter von Einflussgrößen bei der Ausgabe grafischer Darstellungen besteht in vielen Unterprogrammen die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Zusammenhängen manuell oder durch die Anwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.

Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.

 
 
   
MathProf 5.0
Mathematik interaktiv

 
MathProf 5.0 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich mathematische Sachverhalte auf einfache Weise zu verdeutlichen. Zudem spricht es diejenigen an, die sich für Mathematik interessieren, oder mathematische Probleme verschiedenster Art zu lösen haben und von grafischen 2D- und 3D-Echtzeitdarstellungen sowie Animationen beeindruckt sind.
 

Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Vektoralgebra - Geometrie
 

Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.


Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Stochastik - Vektoralgebra - Numerisch - Grafisch - Plotten - Graph


Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.


Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
Zum Inhaltsverzeichnis von MathProf 5.0
 
Kurzinfos zu Inhalten einiger in MathProf 5.0 eingebundnener Unterprogramme erhalten Sie unter:
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 
Zu den Videos zu MathProf 5.0
 
 
 
SimPlot 1.0

Visualisierung und Simulation interaktiv
 

SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
 
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.

 
Bilder zum Programm SimPlot 1.0 - Zweidimensionale Grafiken, Simulationen und Animationen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche

 
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.

Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
 
Eine Inhaltsübersicht dessen finden Sie unter SimPlot - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zum Inhaltsverzeichnis von SimPlot 1.0
 
Beispiele einiger mit Simplot 1.0 erzeugter Grafiken finden Sie unter Beispiele, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zu Beispielen von SimPlot 1.0
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 
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