
Ein Körper der Masse
und der Geschwindigkeit
stößt vollkommen elastisch auf den Körper der Masse
.
- Der Stoß sei als zentral anzunehmen. Berechnen Sie die Geschwindigkeiten
und
der beiden Körper nach dem Stoß. Setzen Sie
und diskutieren Sie die Fälle
,
und 
- Der Stoß sei nun nicht mehr zentral. Berechnen Sie die Geschwindigkeit
der Masse
als Funktion des Streuwinkels
. Setzen Sie hier zur Vereinfachung
.
Lösung
a )
Wir nutzen zunächst den Impulserhaltungssatz und setzen die in der Aufgabenstellung gegebene Bedingung
ein:




Nun fahren wir mit dem Energieerhaltungssatz fort:





ist eine gegebene Größe, daher haben wir nun zwei Gleichugen mit zwei Unbekannten. Dieses Gleichungssystem lösen wir, indem wir die Gleichung von der Impulserhaltung nach
umstellen und in die Gleichung der Energieerhaltung einsetzen:



einsetzen:










Dies setzen wir in die Gleichung der Impulserhaltung ein, um
zu erhalten:

Als letztes betrachten wir noch die verschiedenen Möglichkeiten für
und die Auswirkungen auf
und
:



b )
Hier gilt die Vereinfachung:


Die Vektoren
und
addieren sich zu
. Im dargestellen Dreieck gilt der Cosinussatz:

An die Aufgabenstellung angepasst:

Wir nutzen nun wie schon in Teilaufgabe a) den Energieerhaltungssatz:


Wir dividieren durch
und stellen um:

Einsetzen in den Cosinussatz:



Nun kann noch die Geschwindigkeit
berechnet werden:





