Elastischer Stoß

Ein Stoß ist ein Vorgang in der Physik, bei dem zwei oder mehr Körper für eine kurze Kraft aufeinander ausüben. Der Effekt ist, das die Körper ihren Bewegungszustand ändern, vielleicht auch ihre Form und Zusammensetzung. In einem Inertialsystem steht für alle Stoßvorgänge der Impulserhaltungssatz, das heißt Summe aller Impulse bleibt stetig. Der Energieerhaltungssatz umfasst mehr als nur die mechanischen Energieformen, das beweisen in elastische und reaktive Stöße. In der Zeit zwischen 1651 und 1655 wurden von Christiaan Huygens die Stoßgesetze und die dazu mathematische Beschreibung aufgestellt.

Elastischer Stoß von zwei Kugeln

Nehmen wir zwei Kugeln, die sich beim Zusammenstoß nicht auf Dauer verformen, Kugeln aus Knetgummi würden es zum Beispiel tun. Dann nämlich erreicht man einen elastischen Stoß. Die Kugeln sollen gerade aufeinander prallen, das bedeutet, die Bahnen, auf denen sie aufeinander zu rollen, sind auf einer geraden Linie. Verformen sich die Kugeln beim Stoß nicht, wird die Energie auch nicht in Wärme oder verformte Energie umgewandelt. Die einzige Energieform, ist also die kinetische Energie. Der Energieerhaltungssatz zeigt, dass die kinetische Energie der Kugeln vor und nach dem Stoß gleich sein muss und die gesamte Energie der bewegung muss erhalten bleiben, das heißt die Energiesumme der beiden Kugeln bleibt unangetastet aber die Energie der einzelnen Kugeln kann sich dafür ändern.
Bei einem elastischen Stoß der beiden Kugeln kann man davon ausgehen, dass die Massen der Kugeln gleich bleiben. Aber die Geschwindigkeiten verändern sich dadurch. Es gibt deshalb unterschiedliche Bezeichnungen für die Geschwindigkeit vor und nach dem Stoß.

Ideal elastischer Stoß und voll elastischer Stoß

Zwei Körper die aufeinander stoßen,wandeln keine Energie in innere Energie , beispielsweise Wärme oder deformierte Energie, um. Der Energieerhaltungssatz zeigt auf, das die Summe der Energien in der Bewegung, also der Energien,die vor dem Stoß kinetisch gleich ist wie die Summe der kinetischen Energien, auch Bewegungsenergien genannt, wie nach dem Stoß. Dasselbe gilt auch für die Summe vektoriell gesehen für die Impulse.

Der ideale elastische Stoß ist eine ideale Modellvorstellung, die sichtbar wird bei makroskopischen Objekten. Reibung und weiteren Einflüsse erzielen, das dem System in Realität kinetische Energie verloren geht. Sehr Modell nah sind zum Beispiel Billardkugeln oder auch ein Gummiball.
Wenn Atome oder Elementarteilchen zusammen stoßen gibt es einen Teilchenstoß und es entsteht eine Mindestenergie, die das Atom oder Teilchen anregt und die Erzeugung und Umwandlung von Teilchen in ermöglicht. Dies ist sehr wichtig in der Elementarteilchenphysik, weil wird diese Energie nicht geschafft, passiert der ideale elastische Stoß.

Elastische Stöße haben verschiedene Anfangsgeschwindigkeiten und verschiedene Massen.
Die Summe der kinetischen Energie muss vor und nach dem Stoß gleich hoch sein, um elastisch zu sein.