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Aufgabenstellung:

AbbildungZwei starr miteinander verbundene Massen und werden in waagerechter Lage aus der Ruhe fallen gelassen. Nach der Fallhöhe prallt die Masse auf eine Kante.

  1. Welche Geschwindigkeit hat der Schwerpunkt unmittelbar vor dem Aufprall?
  2. Welche Geschwindigkeit hat die Masse unmittelbar, nachdem die Masse auf die Kante aufgeprallt ist?

Gegeben:

Lösungsweg:

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a) Geschwindigkeit vor dem Aufprall

Abbildung

An jedem der beiden Massenpunkte greift die Gewichtskraft an. Damit lautet der Schwerpunktsatz:

Der Schwerpunkt wird wie ein einzelner Massenpunkt mit der konstanten Beschleunigung beschleunigt. Seine Geschwindigkeit am Ende der Fallhöhe berechnet sich daher zu

Zahlenwert:

b) Geschwindigkeit nach dem Aufprall

Die beim Aufprall im Punkt wirkenden Kräfte verursachen kein Moment um Punkt . Daher ist der Drall des Systems bezüglich Punkt konstant.

Drall unmittelbar vor dem Aufprall:

Drall unmittelbar nach dem Aufprall:

Aus der Drallerhaltung folgt:

Lösung: