Lösung zu Rangierstoss

• Diese Aufgabe lässt sich direkt im Flüssigkeitsbild lösen.
• In der ersten Phase werden die Puffer eingedrückt. Der Impuls fliesst geschwindigkeitsmässig hinunter, bis beide Güterwagen gleich schnell sind. Der vom Hammerwagen durch die Puffer in den Ambosswagen fliessende Impulsstrom gibt Energie an die Pufferfedern ab.
• In der zweiten Phase geben die Pufferfedern die Energie an den durch die Puffer strömenden Impulsstrom zurück und befördern damit zusätzlichen Impuls vom Hammerwagen in den Ambosswagen.
• Federn verhalten sich also gegenüber dem durchfliessenden Impuls wie eine Spule gegenüber der Ladung im elektrischen Stromkreis.

1. In der "Ausgleichsphase" fliesst so lange Impuls vom schnelleren zum langsameren Fahrzeug, bis beide Wagen gleich schnell sind [math]v_{in} = \frac {m_1 v_1 + m_2 v_2}{m_1 + m_2} = \frac {3 m/s \cdot m_1 + 0.5 m/s \cdot 2 \cdot m_1}{3 m_1} = \frac {4}{3} m/s[/math]
2. In der Überschwingphase" wird nochmals die gleiche Menge Impuls vom Hammerwagen in den Ambosswagen befördert. Da die Geschwindigkeit im Hammerwagen um 3 m/s - 1.33 m/s = 1.67 m/s gesunken ist, vermindert sie sich nochmals um den gleichen Begtrag auf 1.33 m/s - 1.67 m/s = -0.33 m/s. Im Ambosswagen steigt die Geschwindigkeit in der ersten Phase um 0.833 m/s von 0.5 m/s auf 1.33 m/s. In der zweiten Phase vergrössert sich die Geschwindigkeit des Ambosswagens abermals um 0.833 m/s auf 2.17 m/s.

Aufgabe