Untersuchung von Stossvorgängen mittels eines Laser-Interferometers

Zusammenfassung Während sich die experimentellen Untersuchungen des Stosses deformierbarer Körper bisher im wesentlichen auf den Anfangs- und den Endzustand beschränkten, untersucht die vorliegende Arbeit den zeitlichen Verlauf der Bewegung während des Stosses bei zwei zentral aufeinander treffenden Kugeln. Als Messgerät diente ein Laser-Interferometer, das räumliche Messpunktabstände von weniger als 200 Å und eine zeitliche Auflösung von weit unter einer Mikrosekunde zulässt, Es wurden als Beispiele ein elastischer und ein unelastischer Stoss vermessen, wobei der elastische Übereinstimmung mit der Hertzschen Theorie zeigte.

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Summary Hitherto, experimental studies of the collision process between deformable bodies mainly concerned the difference between the initial and the final state of the shape at the beginning and at the end of the contact interval. In comparison with this method, the present note deals with an experimental analysis of the deformation process itself during the contact period. The measuring device consists essentially of an optical Michelson type interferometer fed by a He-Ne-gas Laser. It allows a spatial resolution of the timedisplacement history of the event of less than 200 Å, whereas the time resolution is much better than one microsecond. Typical experimental results of elastic and non-elastic collision processes between spheres are discussed, leading in the former case to the conclusion of a good agreement with the classical theory of Hertz.

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Résumé Les études expérimentales de la mécanique des chocs entre des corps déformables visaient jusqu'ici à connaître essentiellement les différences entre leurs états au début et à la fin du phénomène. Par contre, la présente note concerne les variations dans le temps de la déformation de deux sphères pendant leur phase de contact lors d'un choc droit. L'installation de mesure comprenant un interféromètre du type Michelson associée à un laser à gaz fournit une solution meilleure que 200 Å dans la courbe espace-temps du déplacement relatif des deux objets. Ceci co rrespond à une solution dans le temps très inférieure à la microseconde. Comme exemple type de cette méthode, on discute les résultats obtenus pour des chocs droits élastiques et non-élastiques. Il en résulte dans le premier cas une bonne concordance avec la theorie classique de Hertz.

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Vom Ernst-Mach-Institut, Weil am Rhein, gemeinnütziges Institut der Fraunhofergesellschaft, zum ISL abgeordnet.