Aufgaben zur Impulserhaltung

Ein Ruderboot

Beschreibe mit Hilfe des Impulses, wie das Ruderboot losfährt und warum es ohne zu Rudern wieder langsamer wird.

Elfmeter

Gehalten!

Bei einem Elfmeter hält der Torwart den Ball während er springt, also keinen Kontakt zum Boden hat.

• Warum wird er dadurch ein wenig in Richtung der Torlinie beschleunigt?
• Welche Angaben benötigt man, um die Impulsmenge des Balles zu bestimmen? Bestimme die Impulsmenge mit den geschätzten Werten.

Auch bei den folgenden Fragen fehlen Angaben, um die Lösung zu bestimmen. Überlege dir zuerst welche Angaben fehlen, schätze dann sinnvolle Werte oder recherchiere.

• Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich nach dem Festhalten der Torwart auf die Torlinie zu?
• Wie stark sind beim Fangen die Kräfte auf den Ball und den Torwart ?

Billiard I

Beim Billiardspielen wird eine Kugel senkrecht zur Bande gespielt. Von Reibungsverlusten abgesehen prallt sie mit genau dem entgegengesetzten Impuls wieder zurück.

Stellt man nun eine Impulsbilanz auf, so stellt man fest, dass die Summe der Impulse nicht gleich geblieben ist. Es fehlt die Impulsmenge [math]2\vec p[/math]!

• Wo ist der fehlende Impuls?

Ein Segelboot

Segelboot mit gesetztem Spinnaker.

Ein Segelboot hat den Spinnaker gesetzt. Dadurch wird der Rückenwind gebremst.

• Beschreibe, wie sich dadurch der Impuls der Luft und des Bootes ändert.
• Um die Geschwindigkeit des Bootes 20 Sekunden nach dem Start abzuschätzen, benötigt man die Masse des Bootes mit 2000kg und die Segelfläche von 50 m^2. Außerdem muss man wissen, dass ein Liter Luft eine Masse von ca. 1 Gramm hat. Der Wind pustet mit 5 m/sec und wird auf 1 m/sec abgebremst.

Rechenweg: >Luftvolumen >Luftmasse >Luftimpuls >Änderung des Luftimpulses >Bootimpuls >Bootgeschwindigkeit.

• Warum ist die real erreichte Geschwindigkeit des Bootes bestimmt geringer?

Biliard II

Diesmal trifft die weiße Kugel nicht mittig auf die ruhende schwarze Acht.

• Konstruiere mit einer Zeichnung welchen Impuls die weiße Kugel nach dem Zusammenstoß hat.