Niemand möchte sich mit so vielen Wechselwirkungen auseinandersetzen. Stattdessen behandeln wir in der Physik den Ball als eine Sache – und das ist meistens in Ordnung. Um jedoch sicherzustellen, dass andere Menschen verstehen, was wir tun, wenn wir eine Interaktion modellieren, müssen wir unser „System“ definieren. Vielleicht entscheiden wir uns, um es einfach zu machen, dass das System nur der Ball selbst ist. Wenn dies der Fall ist, beschäftigen wir uns nur mit dem Impuls des Balls und allen Kräften aufgrund äußerer Wechselwirkungen, und wir können all diese Atom-Atom-Wechselwirkungen ignorieren. Wir könnten sogar die Wechselwirkung zwischen der unscharfen Oberfläche des Balls und seinem inneren Gummiteil vergessen.
Es ist auch möglich, ein System zu haben, das aus mehr als einem Objekt besteht. Stellen Sie sich einen Tennisball vor, der mit einer Schnur an einem Fußball befestigt ist. Wenn ich ein System verwenden möchte, das aus beiden Kugeln besteht, dann würde ich nur Kräfte aufgrund äußerer Wechselwirkungen betrachten. Ich würde die Kraft, die die Saite auf beide Bälle ausübt, nicht einbeziehen.
Für den Impuls dieses Systems würde ich seine Gesamtmasse verwenden, die die Summe aus der Masse der Kugeln und der Geschwindigkeit des Massenmittelpunkts des Systems ist. Da der Fußball eine größere Masse hat, wäre dieser Schwerpunkt näher an der Saite und weiter vom Tennisball entfernt.
Mit freundlicher Genehmigung von Rhett Allain
Erraten Sie, was? Menschen sind auch aus Stoff gemacht, und eine Person hat auch einen Massenmittelpunkt. Aber die Physik von Menschen kann chaotisch werden, da sie ihre Form ändern können. Verschiedene Teile, wie Arme und Beine, können unterschiedlich positioniert werden. Eine gute grobe Schätzung ist jedoch, dass der Schwerpunkt einer stehenden Person irgendwo zwischen ihrem Bauchnabel und ihrer Wirbelsäule liegt. Bei einer sitzenden Person bewegen ihre gebeugten Beine ihren Schwerpunkt etwas näher an ihre Brust.
Das System von Bruce Lee plus das Ziel
Aus physikalischer Sicht kann jeder Schlag kompliziert sein. Machen wir es uns also so einfach wie möglich, indem wir den 1-Zoll-Stanzer für ein System betrachten, das aus einem Puncher und einem Punchee besteht. Nennen wir sie Bruce bzw. Joe, weil es so etwas gibt ein berühmtes Video von Bruce Lee, der den Kampfkünstler Joe Lewis bei einer Ausstellung schlägt.
Mit diesem System können wir alle Kräfte aufgrund interner Wechselwirkungen ignorieren. Ja, das bedeutet, dass wir die Kraft des 1-Zoll-Stempels nicht wirklich betrachten müssen. Es ist eine Interaktion zwischen zwei Objekten im selben System (Bruce und Joe).