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12 2 KinematikundDynamikräumlicherStößevonKugeln
κ := j1 j2(m1+m2)
j1 j2(m1+m2)+ j1m1+ j2m2, ji := JSi
miR2i (2.42)
eingeführtwurde.Man kann feststellen, dass der dimensionslose Trägheitsradius, der bei
derBehandlungdeseinzelnenStoßproblemseinegroßeRolle spielt, durchdieBeziehung
j˜ := J˜
m˜R˜2 = κ
1−κ (2.43)
bestimmbar ist.DieUmkehrungdieserGleichung liefert
κ = j˜
1+ j˜ . (2.44)
Daoffensichtlichκ ≤ 0,5 ist, ist damit auchgezeigt, dass J˜ einphysikalischesTrägheits-
momentmit j˜ ≤ 1 darstellt. Die Zusammenhänge zwischen denGeschwindigkeiten vor
undnachdemStoßsindschließlichdurch
v1,e =v1,0+ m˜
m1 [ (1+ z) (
vK,0 ·ez )
ez +κ(1+ x)ez × (
vK,0×ez )]
, (2.45)
v2,e =v2,0− m˜
m2 [
(1+ z) (
vK,0 ·ez )
ez +κ(1+ x)ez × ( vK,0×ez )]
, (2.46)
s1,e = s1,0+ κ
j1 m˜
m1 (1+ x) (
ez ×vK,0 )
, (2.47)
s2,e = s2,0+ κ
j2 m˜
m2 (1+ x) (
ez ×vK,0 )
(2.48)
gegeben. DieUmkehrabbildung, also die Bestimmung derGeschwindigkeiten und Spins
vor demStoß aus denVektoren nach demStoß, ergibt sich aus den oberenGleichungen
durchdieErsetzungderStoßzahlenmit ihren Inversen.Manerhält dieAusdrücke
v1,0=v1,e + m˜
m1 [ 1+ z
z (
vK,e ·ez )
ez +κ 1+ x
x ez × (
vK,e ×ez )]
, (2.49)
v2,0=v2,e − m˜
m2 [ 1+ z
z (
vK,e ·ez )
ez +κ 1+ x
x ez × (
vK,e ×ez )]
, (2.50)
s1,0= s1,e + κ
j1 m˜
m1 1+ x
x (
ez ×vK,e )
, (2.51)
s2,0= s2,e + κ
j2 m˜
m2 1+ x
x (
ez ×vK,e )
. (2.52)
Für das ebeneModell inAbb.2.2 lautendieGeschwindigkeitennachdemStoß inAbhän-
gigkeit vondenbeidenStoßzahlenwie folgt:
Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
Grundlagen und Anwendungen
- Title
- Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
- Subtitle
- Grundlagen und Anwendungen
- Author
- Emanuel Willert
- Publisher
- Springer Vieweg
- Location
- Berlin
- Date
- 2020
- Language
- German
- License
- CC BY 4.0
- ISBN
- 978-3-662-60296-6
- Size
- 17.3 x 24.6 cm
- Pages
- 258
- Keywords
- Engineering, Mechanics, Mechanics, Applied, Mechanics, Applied mathematics, Engineering mathematics
- Categories
- Naturwissenschaften Physik
- Technik
Table of contents
- 1 Einleitung 1
- Literatur 3
- 2 Kinematik und Dynamik räumlicher Stöße von Kugeln 5
- Literatur 14
- 3 Kontaktmechanische Grundlagen 17
- 3.1 Fundamentallösung des homogenen elastischen Halbraums 17
- 3.2 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion 20
- 3.3 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion 25
- 3.4 Tangentialkontakt 38
- 3.5 Torsionskontakt 45
- 3.6 Viskoelastizität 52
- 3.6.1 Einführung 52
- 3.6.2 Das allgemeine linear-viskoelastische Materialgesetz 53
- 3.6.3 Berücksichtigung der Kompressibilität (Normalkontakt) 55
- 3.6.4 Rheologische Modelle 56
- 3.6.5 Behandlung viskoelastischer Kontaktprobleme nach Lee und Radok 61
- 3.6.6 Erweiterung auf beliebige Belastungsgeschichten 62
- 3.7 Funktionale Gradientenmedien 63
- 3.8 Plastizität 73
- 3.9 Zusammenfassung 84
- Literatur 87
- 4 Die Methode der Dimensionsreduktion in der Kontaktmechanik 95
- Literatur 110
- 5 Quasistatischer Normalstoß axialsymmetrischer Körper 113
- Literatur 153
- 6 Quasistatische ebene Stöße von Kugeln 157
- Literatur 181
- 7 Räumliche Effekte in elastischen Stößen von Kugeln 183
- Literatur 196
- 8 Ausgewählte Anwendungen von Stoßproblemen 197
- Literatur 222
- 9 Anhang 229
- Literatur 238
- Stichwortverzeichnis 239