Glücklicher und unglücklicher Ball

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ME_SP_Gluecklicher_BallDiese beiden Bälle sehen genau gleich aus, sie fühlen sich gleich an, aber wenn man sie aus derselben Höhe fallen lässt, so springt der eine Ball wie ein Flummi fröhlich weg, während der andere nach einem lauten Knall traurig liegen bleibt (s. Video unten) – bestenfalls macht der traurige Ball noch einen letzten müden Sprung. Die Bälle sind prima geeignet, um elastische und unelastische Stöße in der Physik zu erklären – und natürlich dazu, andere zu verblüffen. Auch einen einfachen Zaubertrick kann man mit den Bällen vorführen, indem man den hüpfenden und den nichthüpfenden Ball in einem unbeobachteten Moment vertauscht.

Warum springen Flummis?

elastischer-unelastischer-stoss-physikDer hüpfende Ball ist wie auch ein Flummi aus Hartgummi gefertigt. Beim Aufprall verformt sich der Hartgummiball. Dabei wird die gesamte Bewegungsenergie für eben diese Verformung aufgewendet. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, gleicht der Hartgummiball einer gespannten Feder. Springt der Ball wieder nach oben, verwandelt sich die so gespeicherte Energie zurück in Bewegungsenergie.

Der nichthüpfende Ball sieht zwar genauso aus und fühlt sich auch so an, besteht aber im Gegensatz zum Flummi aus Chloropren-Kautschuk, besser bekannt unter dem Markennamen Neopren. Dieser Stoff ist unelastisch.

Der Aufprall eines Flummis auf den Boden ist ein gutes Beispiel für einen elastischen Stoß in der Physik. Typisch dafür ist, dass die kinetische Energie der Stoßpartner beim Zusammenprall erhalten bleibt. Dies kann man daran erkennen, dass sich die Körper nach dem Zusammenstoß weiterbewegen. Beim unelastischen oder plastischen Stoß hingegen wird die kinetische Energie ganz oder teilweise in innere Energie umgewandelt, sodass sich die Körper nicht abstoßen und zur Ruhe kommen. Dies geschieht zum Beispiel auch, wenn man Knete auf den Boden fallen lässt. Hier ist die Verformung deutlich erkennbar. Ein häufig genanntes Beispiel für den elastischen Stoß ist der Zusammenprall von Billardkugeln und natürlich das Newton-Pendel.