Kraft

    Hi,


    kann mir jemand sagen wie diese Aufgabe hier zu lösen ist:
    Eine Schwimmerin(m=50kg) presst beim horinzontal gedachten Startsprung mit der Kraft F=1000N gegen den Startblock.Der Vorgang dauert etwa t=0,1s.
    Welche Geschwindigkeit erreicht sie?


    Mir fehlt da schon der Ansatz :(


    Hoffe ihr könnt helfen.


    Danke

    Hey ,


    könnt ihr mir helfen?


    Aufgabe:
    Ein Hammer(m=1kg) trifft auf den Kopf eines Nagels mit v=3m/s.Der Hammer prallt fasst nicht zurück.Der Stoß dauert t=0,002s.
    a)Wie groß ist die wirkende Kraft?
    b)Jetzt trifft er einen hochelastischen Nagel,prallt also mit etwa der gleichen Geschwindigkeit zurück.Was ist jetzt über die Kraft zu sagen,wenn man davon ausgeht,dass die Wechselwirkung wiederum in der Zeitdauer t)0,002s erfolgte?




    zu a)
    P vom Hammer = m * v = 1 * 3= 3 N


    Δ P = P vom Hammer * - 0N= 3N


    F= Δ P/ Δ t = 3N/0,002s = 1,5 * 10³N


    stimmt das???


    wie rechne ich b?


    Vielen Dank im Voraus.

    Hallo,
    also a) stimmt.
    Du hast aber bei ΔP ein Tippfehler, denn das * Zeichen gehört da nicht hin. Außerdem ist P ein Impuls, hat also nicht die Einheit N, sondern N/s oder kg*m*s[UP]-1[/UP]


    b) das rechnest du genauso wie in a)
    Du hast doch bei a) ΔP bestimmt, in dem du P vom Hammer - 0N/s gerechnet hast. Und du hast dir doch sicher bei dieser 0 was gedacht. ;)
    Anstatt der 0N/s setzt du hier jetzt den Impuls des Hammers nach dem Stoß ein.
    Dieser ist FAST genauso groß wie vor dem Stoß, denn er prallt ja nur mit der FAST gleichen Geschwindigkeit zurück.


    Du kannst also annehmen, das seine Rückprallgeschwindigkeit
    vR = (vV- Δv) ist, also fast der Vorwärtsgeschwindigkeit entspricht.


    Wenn du das einsetzt, erhälst du für ΔP = Δp. Der wirkende Impuls ist also nur die Impulsdifferenz zw. Vorwärtsimpuls und Rückprallimpuls.
    --> F = Δp/Δt = (vV - vR)*m/Δt


    Mit genauen Werten kannst du b) meiner Meinung nach nicht rechnen.


    Wären vV und vR gleich, würde der Nagel nie rein gehen. :P

    Habe hier eine ziemlich komische Aufgabe:



    Angenommen,ein Kind mit der Masse m=50kg springt aus der Höhe h=0,5m auf festen Grund und vergisst,die Knie zu beugen.Wir nehmen weiter an,dass sein Körper auf der Strecke s=1cm zur Ruhe kommt.Die Festigkeit von Knochen beim Stauchen wird mit 1,7 * 10^8 N/m² angegeben.
    Würden die Oberschenkel diese "Landung" heil überstehen?


    a)Versuchen sie,den Querschnitt ihres Unterschenkelknochens oberhalb des Knöchels zu ermitteln.
    Das sind bei mir ungefähr 5cm.
    b)Geben sie an ,unter welchen Annahmen Sie eine Antwort geben könnten.
    c)Berechnen Sie die Belastung?


    zu a) beträgt ca. 5cm


    zu c)


    Zuerst die Aufprallgeschwindigkeit berechnen:


    1. s0 = ½ * g * t0²
    2. v = g * t0


    bekannt s0 (0,5 m) und g (9,81 m/s²), gesucht Aufprallgeschwindigkeit v.


    Gleichung 1 nach t0 aufgelöst ergibt:


    3. t0² = 2 *s0 / g


    Gleichung 2 quadriert ergibt


    4. v² = g² * t0²


    t0² aus Gleichung 3 in Gleichung 4 eingesetzt:


    5. v² = g² * 2 * s0 / g = 2 * g * s0 = 2 * 9,81 m/s² * 0,5 m = 9,81 m²/s²


    Aus 5. die Wurzel gezogen ergibt


    6. v = 3,13 m/s


    Aufprallgeschwindigkeit = 3,13 m/s




    Jetzt a berechnet:


    1. s = ½ * a * t²
    2. v = a * t


    Gleichung 2 quadriert ergibt:


    3. v² = a² * t² nach t² aufgelöst
    4. t² = v²/a²


    Gleichung 4 in 1 eingesetzt ergibt


    5. s = ½ * a * v²/a² = ½ *v²/a nach a aufgelöst:
    6. a = ½ * v²/s = ½ * 9,81 m²/s² / 0,01 m = 490 m/s²


    Die Verzögerung ist also 490 m/s²


    Stimmt das und was muss ich jetzt weiterrechnen?


    zu b) was soll man da schreiben?


    Vielen Dank im Voraus.

    Zitat

    Die Verzögerung ist also 490 m/s²


    stimmt.
    Der Rest ist sehr einfach.
    Die berechnest die Kraft, mit der die Knochen aufschlagen, also
    F = m*a.


    Deine Festigkeit gibt an, wie stark ein Körper pro Fläche belastbar ist. Also musst du jetzt nur noch die Kraft durch die Flächen deines Knochens teilen. (A= π r[UP]2[/UP] aber in m[UP]2[/UP] natürlich)


    Dann hast du die Belastung deiner Knochen bei diesem Sprung und kannst sie mit der Festigkeit vergleichen. Ist die Belastung größer als die Festigkeit, brechen die Knochen.


    b) Annahmen:
    1. Beine nicht angewinkelt (steht ja schon in Aufgabenstellung)
    2. Die 1cm, die der körper braucht um zur Ruhe zukommen, wirken auch auf die Knochen, d.h. die Knochen werden um 1cm gestaucht. Was im Normalfall nicht unbedingt passiert, da ein großer Teil erstmal durch das Gewebe (Muskeln etc. abgefangen wird. Die Knochen werden also real nicht um 1cm gestaucht.)
    3. Das die Knochen sich auch stauchen und nicht biegen. Denn das wäre ja auch noch eine Möglichkeit, dass sich die Knochen in den Beinen leicht einbiegen, und somit ein Teil der Belastung abfangen.
    4. Er springt Barfuß oder mit harten Schuhen. Denn gute Sportschuhe geben durch ihre Sohle nach, und wirken somit dämpfend.

    Ok,danke für die Hilfe!


    Hab jetzt nochmal ne Aufgabe zum 3.Newtonsche Axiom.


    Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich die Erde,falls alle Chinesen von einem 1 Meter hohen Tisch springen?


    Gewicht eines Chinesen= 60kg
    Anzahl der Chinesen = 1.200.000.0000


    Also wäre die Gesamtmasse ja 72.000.000.000 kg


    Die Erdmasse beträgt 5,974 * 10^24
    h=1m


    Wie kann ich das rechnen(Ansatz)?

    na es gilt doch actio=reactio:


    Du kannst den Impuls (Masse * Geschwindigkeit, die kannst du ja ausrechnen so wie bei der letzten Aufgabe) bestimmen, mit dem die Chinesen "aufkommen" (genauer den Impuls, der beim Abbremsen wirkt, aber das ist egal). Und das ist dann gleich dem Impuls, der auf die Erde wirkt.
    Daraus kannst du dann mittels der Masse die Geschwindigkeit der Erde bestimmen.

    Um nochmal auf diese Aufgabe zurückzukommen :D :


    Für die Aufprallgeschwindigkeit der Chinesen habe ich eine Geschwindigkeit von 4,43 m/s her aus . STimmt das?



    Und was muss ich jetzt machen???

    Ja das stimmt.
    Na du rechnest den Impuls aus, mit dem die Chinesen die Erde "treffen", also pC = mC*vC
    Die Gesamtmasse mC der Chinesen hast du und die Aufprallgeschwindigkeit vC auch.


    Das ist der Impuls der auf die Erde wirkt. Durch Actio=reactio wirkt der gleiche Impuls auch auf die Chinesen (sie werden ja abgebremst, kommen also zum stehen und gehen nicht durch die Erde durch).
    Der Impuls der Erde ist also pC = pE = mE * vE.
    Das kannst du dann nach der Geschwindigkeit der Erde umstellen.

    Zitat

    Ve=Pc/Me = 5,34 * 10^-14 m/s

    Richtig.
    Und das wars auch schon. Das ist die Geschwindigkeit der Erde in die Richtung des Sprungs. Also so gering, dass man es vermutlich nicht messen kann.


    (Allerdings ist hier anzumerken, dass Effekte, wie z.B. die Rotation der Erde, nicht beachtet wurden. Aber ich denke, dass spielt hier nur eine untergeordnete Rolle.)