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Forum: Offtopic Impulserhaltung beim Pendel


Autor: daniel (Gast)
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Hi @all,

wie allgemein bekannt, sind die Grössen Impuls und Energie Grössen,
deren jeweilige Gesamtsumme im Laufe eines mech. Prozesses unverändert
bleibt. In Physik Erhaltungsgrössen genannt. In anderen Kontexten,
anderen Gebieten sinnverwandt auch als Konstante oder auch
Invariante bezeichnet.

Bei Kollision von 2 Massen, lassen sich durch getrenntes Aufstellen
von Gleichungen, die Nacher-Geschwindigkeiten errechnen.
2 Gleichungen, weil beide Erhaltungsgrössen eben auch nacher
erhalten bleiben müssen.

Wenn ich nun aber einen Pendel nehme, so gilt für Energie
W = Wpot + Wkin = const (keine Funktion der Zeit)
Aber der Impuls scheint nicht konstant zu sein.
Vmax am tiefsten Punkt, V=0 am obersten Wendepunkt.
Meine Frage ist jetzt, wohin geht der Impuls.
Der Hängepunkt ist unbeweglich => v=0 zu jeder Zeit.

Oder liegt das Problem darin, dass man dem Objekt mit dem Hängepunkt
implizit eine unendliche Masse zuschreibt, indem man sagt .. es
sei fest, bewege sich nicht.

Ich hoffe, ist klar was gemeint ist.

Grüsse, daniel

Autor: Skeptiker (Gast)
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Impuls = Masse x Geschwindigkeit

Wo ist das Problem?

Autor: Jörg (Gast)
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Der Impuls (p = m * v) ist nur dann konstant, wenn keine äussere
Kraft einwirkt (wie z.B. Schwerkraft). Wirfst du z.B. einen Ball
mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit (v_t0 > 0) senkrecht
in die Luft, dann ist nach einer best. Strecke bzw. Zeit t1 die
Geschwindigkeit v_t1 = 0 und nimmt dann linear ab (v_t2 < 0 für
t2 > t1).

Autor: Balistik Neuling (Gast)
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@ Jörg,

Der Impuls bleibt aber erhalten, da selbiger sich auf die Erde 
überträgt. Der hochfliegende Ball "zieht" die Erde quasi hinter sich her 
und überträgt seinen Impuls.

Autor: Jörg (Gast)
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Ja, das mit der Schwerkraft ist unter idealen Bedingungen kein
gutes Beispiel, aber in der Realität wird doch eher die Erde
(sehr^200) leicht verformt, es ändert sich natürlich auch die
Erdgeschwindigkeit (ebenfalls leicht^234). Einwirkende Kräfte
(z.B. Antrieb,Gebläse) aber verändern den Impuls.

Autor: JetztAber (Gast)
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Der Impulserhaltungssatz gilt fuer Stossprozesse

Autor: Jörg (Gast)
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.. falls keine Kräfte von aussen einwirken. (Habe ich noch so vom
Physikuntericht im Gedächtnis). Die Impulserhatung gilt sowohl für
den elastischen (falls keine Reibung auftritt) als auch den
unelastischen Stoss.

Autor: Frager (Gast)
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Der Gesamtimpuls im Universum bleibt doch gleich - ganz egal wie sich 
die Dinge im Universum nun stoßen.

Noch was: Wenn ein Stoß in Wärme umgewandelt wird, steckt der Impuls 
eben in den herumzappelnden Atomen.

Oder verstehe ich da was falsch?

Autor: daniel (Gast)
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ich glaube Impulserhaltung gilt immer, auch bei Drehungen.

Wenn man der Sonnensystementstehung glauben schenken mag,
dann steckt in der Sonne, die 99% der Gesamtmasse ausmacht,
nur 1% des Drehimpulses, ergo dreht sich Sonne langsam um sich
selbst, als die masseärmeren äusseren Planeten, die wiederum
99% des Gesamtdrehimpulses haben. Das gilt unter Voraussetrzung
dass am Anfang der Drehimpuls 0 war, und die Drehrichtungen
entgegengesetzt sind.

Zu der Betrachtung des Beispieles mit der Erde und Schwerkraft:
Wenn man vorstellt 2 Massen im Abstand d zu haben, die man zur
Zeit 0 loslässt, dann fallen diese aufeinander.
Wpot(t=0) = W
Wkin(t=0) = 0 bei beiden

m1 ->        <- m2
Die grosse Wpot baut sich in Wkin ab. Ihre Geschwindigkeiten
sind vektoriell entgegengesetzt, daher wird Impuls auch immer
zu 0 addiert. Genauso wie es 0 bei t=0 war.

Interessant wäre sich anzuschauen wie der Impuls sich verhält,
wenn die beiden Massen aneinander vorbeifallen, wie bei der
eliptischen Bahn.

grüsse, daniel

Autor: Bobby (Gast)
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Der Impulserhaltungssatz beim Pendel?
Das Pendel ist doch gerade das Musterbeispiel
für ein NICHT abgeschlossenes System.

Autor: mr.chip (Gast)
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Der Impulserhaltungssatz gilt für ein geschlossenes System immer, egal 
welche Prozesse auftreten. Das Problem beim Pendel ist nun, dass es kein 
geschlossenes System ist: Der Aufhängepunkt ist ja fest. Das Pendel 
zerrt an ihm, die Gegenkraft, um ihn zu halten, kommt aber von aussen 
oder wird anders gesagt in dem System nicht berücksichtigt.

Andererseits frage ich mich gerade, was mit der Impuserhaltung 
geschieht, wenn wir uns in einem (konservativen!) Kraftfeld befinden. 
Stellen wir uns das Kraftfeld als fix und ähnlich dem 
Gravitationspotential sowie ein einzelnes Teilchen in einem separaten 
Universum vor, so würde die Impulserhaltung ja nicht gelten. Hmm...so 
gesehen müssten also sämtliche Feldkräfte jeweils irgendwie mit dem 
Impuls rückgekoppelt sein.

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