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Suchergebnisse 1081 - 1110 von 1219

Kettenpendel

Ausblick

Ein Kettenpendel mit einer Kette der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig vom Material der Kette.

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Ausblick

Ein Kettenpendel mit einer Kette der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig vom Material der Kette.

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Skater in der Halfpipe

Ausblick

Ein Skater in einer Halfpipe mit dem Radius \(r\) schwingt bei kleinen Auslenkungen harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{g}}{r}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{r}{{g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Masse des Skaters.

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Ein Skater in einer Halfpipe mit dem Radius \(r\) schwingt bei kleinen Auslenkungen harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{g}}{r}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{r}{{g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Masse des Skaters.

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Feder-Schwere-Pendel

Grundwissen

  • Ein Feder-Schwere-Pendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und einer Feder mit der Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = \hat{y} \cdot \cos \left( {{\omega} \cdot t} \right)\) mit \({\omega } = \sqrt {\frac{D}{m}}\)
  • Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\,\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}\); sie ist insbesondere unabhängig von der Amplitude \(\hat{y} \) der Schwingung und dem Ortsfaktor \(g\).

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Grundwissen

  • Ein Feder-Schwere-Pendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und einer Feder mit der Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = \hat{y} \cdot \cos \left( {{\omega} \cdot t} \right)\) mit \({\omega } = \sqrt {\frac{D}{m}}\)
  • Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\,\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}\); sie ist insbesondere unabhängig von der Amplitude \(\hat{y} \) der Schwingung und dem Ortsfaktor \(g\).

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Einseitiger Hebel und Drehmoment

Grundwissen

  • Beim einseitigen Hebel greifen Kräfte nur auf eine Seite der Drehachse an, z.B. am Unterarm oder an einem Schraubenschlüssel.
  • Ein einseitiger Hebel ist im Gleichgewicht, wenn die Summe der Produkte \(F\cdot a\) aller wirkenden Kräfte gleich null ist.
  • Das Produkt aus Kraft \(F\) und Hebelarm \(a\) wird auch als Drehmoment \(M\) bezeichnet: \(M=F\cdot a\).

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Grundwissen

  • Beim einseitigen Hebel greifen Kräfte nur auf eine Seite der Drehachse an, z.B. am Unterarm oder an einem Schraubenschlüssel.
  • Ein einseitiger Hebel ist im Gleichgewicht, wenn die Summe der Produkte \(F\cdot a\) aller wirkenden Kräfte gleich null ist.
  • Das Produkt aus Kraft \(F\) und Hebelarm \(a\) wird auch als Drehmoment \(M\) bezeichnet: \(M=F\cdot a\).

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Wellrad

Grundwissen

  • Ein Wellrad kann physikalisch als Hebel aufgefasst werden.
  • Im Gleichgewichtsfall gilt am Wellrad \(F_1\cdot r_1=F_2\cdot r_2\).
  • Die genaue Richtung der Kraft spielt beim Wellrad nur eine untergeordnete Rolle, der Hebelarm entspricht immer dem Radius des Rades.

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Grundwissen

  • Ein Wellrad kann physikalisch als Hebel aufgefasst werden.
  • Im Gleichgewichtsfall gilt am Wellrad \(F_1\cdot r_1=F_2\cdot r_2\).
  • Die genaue Richtung der Kraft spielt beim Wellrad nur eine untergeordnete Rolle, der Hebelarm entspricht immer dem Radius des Rades.

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Zentraler unelastischer Stoß

Grundwissen

  • Beim unelastischen Stoß bleibt lediglich der Impuls erhalten.
  • Ein Teil der Bewegungsenergie wird beim Stoß in Wärme oder Verformung umgewandelt.

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Grundwissen

  • Beim unelastischen Stoß bleibt lediglich der Impuls erhalten.
  • Ein Teil der Bewegungsenergie wird beim Stoß in Wärme oder Verformung umgewandelt.

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Rückstoß

Grundwissen

  • Bei einem Rückstoß ist die kinetische Energie nach dem Stoß größer als vor dem Stoß
  • Dies ist möglich, wenn bspw. innere Energie durch eine chemische Reaktion frei wird.

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Grundwissen

  • Bei einem Rückstoß ist die kinetische Energie nach dem Stoß größer als vor dem Stoß
  • Dies ist möglich, wenn bspw. innere Energie durch eine chemische Reaktion frei wird.

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Kräfte an der schiefen Ebene (rechnerisch)

Grundwissen

Überlegungen am rechtwinkligen Dreieck ermöglichen eine rechnerische Addition bzw. Zerlegung von Kräften - insbesondere auch an der schiefen Ebene.

Für den Betrag \(F_{\rm{G,\parallel}}\) der parallel zur Ebene wirkende Hangabtriebskraft gilt \(F_{\rm{G,\parallel}}=F_{\rm G}\cdot \frac{h}{l}=F_{\rm G}\cdot \sin(\alpha)\).

Für den Betrag \(F_{\rm{G,\bot}}\) der senkrecht zur Ebene wirkende Normalkomponente der Gewichtskraft gilt \(F_{\rm{G,\bot}}=F_{\rm G}\cdot \frac{b}{l}=F_{\rm G}\cdot \cos(\alpha)\).

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Überlegungen am rechtwinkligen Dreieck ermöglichen eine rechnerische Addition bzw. Zerlegung von Kräften - insbesondere auch an der schiefen Ebene.

Für den Betrag \(F_{\rm{G,\parallel}}\) der parallel zur Ebene wirkende Hangabtriebskraft gilt \(F_{\rm{G,\parallel}}=F_{\rm G}\cdot \frac{h}{l}=F_{\rm G}\cdot \sin(\alpha)\).

Für den Betrag \(F_{\rm{G,\bot}}\) der senkrecht zur Ebene wirkende Normalkomponente der Gewichtskraft gilt \(F_{\rm{G,\bot}}=F_{\rm G}\cdot \frac{b}{l}=F_{\rm G}\cdot \cos(\alpha)\).

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Blattfederpendel stehend

Ausblick

Ein Körper der Masse \(m\), der an einer stehenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} - \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} - \frac{g}{l} } }}\).

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Ausblick

Ein Körper der Masse \(m\), der an einer stehenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} - \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} - \frac{g}{l} } }}\).

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Schwingende Boje

Ausblick

Eine schwingende Boje mit der Dichte \(\rho_{\rm{B}}\) und der Länge \(L\) schwingt im Wasser (Dichte \(\rho_{\rm{W}}\)) harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion\[y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{{\rho _{\rm{W}}} \cdot g}}{{{\rho _{\rm{B}}} \cdot L}}}  \cdot t} \right)\]

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{\rho _{\rm{B}} \cdot L}{\rho _{\rm{W}} \cdot g}}\).

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Ausblick

Eine schwingende Boje mit der Dichte \(\rho_{\rm{B}}\) und der Länge \(L\) schwingt im Wasser (Dichte \(\rho_{\rm{W}}\)) harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion\[y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{{\rho _{\rm{W}}} \cdot g}}{{{\rho _{\rm{B}}} \cdot L}}}  \cdot t} \right)\]

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{\rho _{\rm{B}} \cdot L}{\rho _{\rm{W}} \cdot g}}\).

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Blattfederpendel hängend

Ausblick

Ein Körper der Masse \(m\), der an einer hängenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} + \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} + \frac{g}{l} } }}\).

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Ausblick

Ein Körper der Masse \(m\), der an einer hängenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} + \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} + \frac{g}{l} } }}\).

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Raser auf der Autobahn

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein AUDI ‚verfolgt’ (!?) auf der Autobahn einen BMW, ein bekannter ‚Wettbewerb’ zwischen sogenannten ‚dynamischen’…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein AUDI ‚verfolgt’ (!?) auf der Autobahn einen BMW, ein bekannter ‚Wettbewerb’ zwischen sogenannten ‚dynamischen’…

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Kran aus der Römerzeit

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Der Kran wurde bereits von den Römern verwendet, um schwere Lasten zu heben und zu versetzen. Die Animation in Abb. 1 zeigt den Aufbau und die…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Der Kran wurde bereits von den Römern verwendet, um schwere Lasten zu heben und zu versetzen. Die Animation in Abb. 1 zeigt den Aufbau und die…

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Die ATWOODsche Fallmaschine

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau der ATWOODschen Fallmaschine Abb. 1 zeigt den Aufbau der von dem englischen Physiker und Erfinder George…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau der ATWOODschen Fallmaschine Abb. 1 zeigt den Aufbau der von dem englischen Physiker und Erfinder George…

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Gleitschlitten ohne Reibung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau eines Gleitschlittens. Die Reibung zwischen Gleitschlitten und Unterlage soll vernachlässigt werden Abb.…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau eines Gleitschlittens. Die Reibung zwischen Gleitschlitten und Unterlage soll vernachlässigt werden Abb.…

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Gleitschlitten mit Reibung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

  Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau eines Gleitschlittens. Zwischen Gleitschlitten und Unterlage…

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  Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau eines Gleitschlittens. Zwischen Gleitschlitten und Unterlage…

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Energieerhaltung beim freien Fall

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeIn Abb. 1 siehst du einen Körper der Masse \(m\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen werden…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeIn Abb. 1 siehst du einen Körper der Masse \(m\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen werden…

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Energieerhaltung beim Gleitschlitten ohne Reibung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen…

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Energieerhaltung bei der ATWOODschen Fallmaschine

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen…

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Energieerhaltung beim Gleitschlitten mit Reibung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen…

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Freier Fall

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe Abb. 1 zeigt den Aufbau eines typischen Versuchs zum freien Fall. Ein Körper mit der Masse…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabe Abb. 1 zeigt den Aufbau eines typischen Versuchs zum freien Fall. Ein Körper mit der Masse…

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Energieerhaltung bei der ATWOODschen Fallmaschine mit Flaschenzug

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

  Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeIn Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\),…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

  Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeIn Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\),…

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Lösung der Differentialgleichung des gedämpften Federpendels

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines gedämpften Federpendels durch die Differentialgleichung\[\ddot x(t) +\frac{k}{m} \cdot…

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Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines gedämpften Federpendels durch die Differentialgleichung\[\ddot x(t) +\frac{k}{m} \cdot…

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Lösung der Differentialgleichung des ungedämpften Federpendels

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Federpendels durch die Differentialgleichung\[\ddot x(t) + \frac{D}{m}…

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Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Federpendels durch die Differentialgleichung\[\ddot x(t) + \frac{D}{m}…

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Lösung der Differentialgleichung des ungedämpften Fadenpendels

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Fadenpendels für kleine Auslenkungen durch die…

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Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Fadenpendels für kleine Auslenkungen durch die…

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Lösung der Differentialgleichung des ungedämpften Feder-Schwere-Pendels

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Feder-Schwere-Pendels durch die Differentialgleichung\[\ddot y(t) +…

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Im Grundwissen haben wir hergeleitet, dass die Bewegung eines (ungedämpften) Feder-Schwere-Pendels durch die Differentialgleichung\[\ddot y(t) +…

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Beziehung zwischen Geschwindigkeit und kinetischer Energie

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )
Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Zusammenstoß zweier Eisenbahnwaggons

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Zwei Eisenbahnwaggons mit den Massen \({m_1} = 50\,{\rm{t}}\) und \({m_2} = 30\,{\rm{t}}\) fahren mit den Geschwindigkeiten \({v_1} =…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Zwei Eisenbahnwaggons mit den Massen \({m_1} = 50\,{\rm{t}}\) und \({m_2} = 30\,{\rm{t}}\) fahren mit den Geschwindigkeiten \({v_1} =…

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Aufeinanderprallen zweier Fahrzeuge

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein erstes Fahrzeug hat die Masse \({m_1} = 4{,}0\,{\rm{kg}}\) und bewegt sich mit der Geschwindigkeit \({v_1} = 6{,}0\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\)…

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Ein erstes Fahrzeug hat die Masse \({m_1} = 4{,}0\,{\rm{kg}}\) und bewegt sich mit der Geschwindigkeit \({v_1} = 6{,}0\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\)…

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Stoß zweier Stahlkugeln

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Auf eine ruhende Stahlkugel unbekannter Masse stößt eine drei mal so schwere zweite Stahlkugel. Nach dem Stoß bewegt sich die leichtere Stahlkugel mit…

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Auf eine ruhende Stahlkugel unbekannter Masse stößt eine drei mal so schwere zweite Stahlkugel. Nach dem Stoß bewegt sich die leichtere Stahlkugel mit…

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