Stsse zwischen Teilchen Impulsbilanz WW Gebiet Streuwinkel Q
Stösse zwischen Teilchen Impulsbilanz W-W Gebiet Streuwinkel Q = 0 Elastischer Stoss Impulssatz Q >0 Inelastischer Stoss (innere Reibung) Energiesatz Q < 0 Superelastischer Stoss (z. B. chem. Reaktion) Gaub WS 2014/15 8
Elastische Stösse im Laborsystem Zielmasse ruht Keine Massenübertragung Elastisch OBDA Stoss in x-y-Ebene Gaub WS 2014/15 9
x y Mit Reduzierter Masse m Endpunkte von Gaub liegen auf Kreis um WS 2014/15 mit R = mv 1 10
Spezialfall: Zentraler Stoss q 1 = q 2 = 0, alle Impulse sind colinear Energieübertragung: 1 Bei m 1 = m 2 wird beim zentralen Stoss die gesamte Energie übertragen. 0 1 Elastischer Stoss gegen Wand: => Doppelter Impulsübertrag aber keine Energieübertragung! Gaub WS 2014/15 11
Nichtzentraler Stoss Spezialfälle y y x x Thaleskreis Nur ein Bruchteil der Energie kann übertragen werden Gaub WS 2014/15 12
Spezialfälle Starre Wand Elastisch Inelastisch Gaub WS 2014/15 13
Elastische Stösse im S - System z m 1 m 2 y x Beim elastischem Stoss drehen sich die Impulsvektoren um S Elastisch entspricht Q = 0 z Im S – System behält jeder Partner seine kinetische Energie S y x Gaub WS 2014/15 14
Newtondiagramme verknüpfen Geschwindigkeiten in Labor- und S-System Elastischer Stoss Inelastischer Stoss ≈Q 0 0 Hilfreich bei Experimenten zum Abschätzen der zu erwartenden Streuwinkelbereiche im Laborsystem Gaub WS 2014/15 15
Inelastischer Stoss Maximal inelastischer Stoss Beide Massen bewegen sich nach dem Stoß zusammen mit Schwerpunktsgeschwindigkeit Vergleiche: Mindestens die kin. Energie der Schwerpunktsbewegung bleibt erhalten Gaub WS 2014/15 16
l h L v m V M Ballistisches Pendel aus Wikipedia Gaub 17
F Kraftstoss <F> Typischer zeitlicher Verlauf der Kraft beim Stoss: Wirkung: Dp ta Kraftstoss Dt tl Newton: Weil ist F(r ) ein Mass für Streupotential A(t) b Stossparameter A B Streuer z. B. Ladung Gaub WS 2014/15 18
V(r) Stoss harter Kugeln Beispiel: 2 Kugeln V(r) = 0 sonst r b M 1 r 1 Reibungsfrei: Fr M 2 Elastisch: r 2 1 für m 2>>m 1 Gaub WS 2014/15 19
Streuung eines Teilchens an 1/r Potential Beschreibung im S - System V(r) Zentralpotential b B Potentielle Energie bei r= b Gaub
Beispiele für Bahnkurven gestreuter Teilchen π π/2 Gaub 21
Chemische Reaktionen durch Stösse Gaub WS 2014/15 22
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