Stoßzahl (Restitutionskoeffizient)
Der zweite Körper ruht. Messen Sie die Geschwindigkeiten nach dem zentralen Stoß und bestimmen Sie die Stoßzahl e; das Ergebnis ist der Mittelwert mehrerer Versuche.
Ziel des Versuchs
Die Stoßzahl e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ bei ruhendem zweiten Körper aus einer Messreihe bestimmen.
Geräte
- Luftkissenbahn
- Zwei Gleiter (m₁, m₂)
- Geschwindigkeitssensoren
Versuch
Theorie
Beim geraden zentralen Stoß in einer Dimension gilt, wenn der zweite Körper ruhte, e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ. Der Wert e = 1 entspricht dem vollkommen elastischen Stoß, e = 0 dem vollkommen unelastischen.
Durchführung
- Der zweite Körper ruht; m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg (vom Modell vorgegeben). Stellen Sie die Auftreffgeschwindigkeit v₁ᵢ ein und klicken Sie auf „Messung aufnehmen“.
- Lesen Sie v₁f und v₂f ab (leichtes Rauschen der Geschwindigkeiten) und entnehmen Sie der Tabelle e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ.
- Wiederholen Sie den Versuch mindestens 5-mal bei verschiedenen v₁ᵢ.
- Bilden Sie den Mittelwert der Spalte e und vergleichen Sie ihn mit dem Referenzwert.
- Formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Die mittlere Stoßzahl stimmt im Rahmen der Toleranz mit dem Referenzwert überein. Wesentliche Fehlerquellen: Rauschen der Geschwindigkeitssensoren und die Idealisierung eines streng eindimensionalen Stoßes.