Stoss.
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Stoss.
fallen, und ist die Fallhöhe gleich s, so
ist die lebendige Kraft, welche beim ersten
Theile des Stosses verloren geht, da er
die Geschwindigkeit Null erhält, gleich
der Arbeit gMs. Ist der Stoss elastisch
und steigt der Körper wieder zur Höhe s',
so ist die gewonnene Arbeit gMs', also:
wo F der Querschnitt, l die Länge, e der
Elastizitätsmodul ist, welcher das Ge
wicht angibt, das zur Ausdehnung eines
Prismas, dessen Querschnitt gleich der
Einheit ist, um seine eigne Grösse er
forderlich sein würde, falls die Ausdeh
nungskraft constant bleibt.
6) Allgemeinere Betrachtun
gen über den Stoss.
Auf dieselbe Weise wird /u x berechnet.
Für vollkommen elastische Körper ist
¡u = 1, für unelastische fj, - 0. Stösst
also ein vollkommen elastischer Körper
M auf einen unelastischen M t , so er
gibt sich:
i = /rTT,-
Was die Grösse T und T L aubetrifft,
so kommt es hier nur auf ihr Verhält-
niss au. Da die Deformation desto
grösser, je geringer die Härte eines Kör
pers ist, so rechtfertigt sich die von
Whewell gemachte Annahme, dass die
Grössen T und T x den Härten der Kör
per, die wir mit A und A t bezeichnen
umgekehrt proportional seien. Wir neh
men nämlich -i- als dasMaass der Härte
an. Es ist also :
t * = P h
A -f- A |
Die Einheit der Härte ist ganz beliebig.
Um das Verhältnis der Härten zweier
Körper zu finden, füh$e man sie im
concentrischen Stosse zusammen. Sind
k, k x ihre ursprünglichen Geschwindig
keiten. so ist der Verlust an lebendiger
Kraft:
M + M t
(1 ~ i“) & i + (1
(k + kJ 2
Mi) A
(M + itf a ),(A + Ai)
MM t (k + k i) 5
und da diese Grösse sich durch die Ge
schwindigkeit nach dem Stosse direct
finden lässt, so lässt sich das Verhält
niss — oder die Grösse A, wenn man
Aj
einem der Körper M t die Einheit der
Härte gibt, messen.
Whewell gibt aber auch ein absolutes
Maass für die Härte wenigstens der gra-
den prismatischen Körper. Es ist näm
lich nach ihm:
Wenn die stossenden Körper, wieviel
auch ihrer, und welches ihr Aggregatzu
stand sei, alle vollkommen elastisch sind,
so werden beim zweiten Thcil des Stosses
alle Zustände in umgekehrter Ordnung
zurückgelegt, wie im ersten, also alle
Arbeit wieder rückgängig gemacht, und
es muss daher nach dem Stosse die le
bendige Kraft von gleicher Grösse wie
vor demselben sein. Beim unvollkom
men elastischen Stosse wird nur ein Theil
der Arbeit wieder aufgehoben, und es
geht also jedenfalls lebendige Kraft ver
loren. Beim unelastischen Stoss ist die
selbe ein Maximum.
Seien in diesem Falle fx, /u t , die
sich stossenden Massen, « l5 u x . . ., r,
®i . . ., w, w t ... ihre Geschwindig-
keits - Componenten vor, U, U v , . ., W,
Wi . . . nach dem Stosse, bezogen auf
dasselbe Coordinatensystem, N, N x . . .
die Stosskräfte, a, ß, y, ß t , y y die
Cosinus ihrer Winkel mit den Axen, so
gibt das D’Alembert’schc Prinzip die
Gleichung:
2/x (m— U) dx -|- ( a {v—V)dy-\-fx{w — W) dz
-f- N (adx -f- ßdy + ydz) = 0.
Die Grössen u, ß, y sind immer zu
zweien gleich, N zu zweien entgegenge
setzt und numerisch gleich. Für dx, dy,
dz . . . kann jede mögliche Verschiebung,
also auch die wirklichen Geschwindigkei
ten nach dem Stosse U, V, W gesetzt
werden.
Es sind dann «UßVyW die nor
malen Geschwindigkeits - Componenten
der sich berührendeu Punkte nach dem
Stosse, und da diese Componenten zu
zweien gleich und die entsprechenden N
entgegengesetzt, sonst gleich sind, so ver
schwinden in diesem Falle die mit N
multiplicirten Glieder ganz, und man hat;
(uU - U 2 ) - fx (v V - V 2 )
+ fx{ioW-W 2 )-0,
also:
2fx(u 2 -2uU+U 2 )+ . . .
= (u 2 — uV) + . . •
= Ja (u 2 — U a ) + . ■ •