Hallo Zusammen!
Wie kann man berechnen wie groß die Kraft eines Gegenstandes bei einem Aufprall nach einem freien Fall ist?
Formeln:
potentielle Energie = Gewichtskraft mal Höhe
kinetische Enrgie = 0,5 mal Masse mal Geschwindigkeit^2
Srecke = 0,5 mal g mal Zeit^2
Geschwindigkeit = g mal Zeit
Die Aufprallgeschwindigkeit und die Zeit zu berechnen stellt ja kein Problem dar, doch wie kann man berechnen was für eine Kraft der Gegenstand beim Aufprall ausübt?
Bsp.:
1 Kugel = 10 Kg
h = 150m
Im Voraus vielen Dank für eure Hilfe!
MfG
A. de Melo
Hallo Alessandro!
Wie kann man berechnen wie groß die Kraft eines Gegenstandes
bei einem Aufprall nach einem freien Fall ist?
Du musst wissen, welche Strecke der Körper beim Aufprall noch zurücklegt (spricht: Wie lange der Weg ist, auf dem er verzögert wird), und kannst dann in Näherung mit einer gleichmässig beschleunigten (hier: verzögerten) Bewegung rechnen (du errechnest dir also aus s=a/2*t2 und v=a*t das a heraus). Das reicht meist für eine Schätzung. Schwierig ist meist nur den Weg festzustellen (insbesondere weil ja meist auch die Verformung des aufprallenden Körpers berücksichtigt werden muss).
Zu deinem Beispiel: Bei solchen Höhen musst du für eine einigermassen gute Rechnung auch noch den Luftwiderstand miteinberechnen…
Gruß,
Martin *deraberkeinphysikerist*
Hallo Alessandro,
entscheidend ist, wieviel vom Original-Impuls ( also m*v ) vom Boden
in welcher Zeit Delta t verbraten wird. Und *das* hängt von der Bodenbeschaffenheit ab. Die mittlere Kraft ist der Quotient des verlorenen Impulsbetrags durch Delta t.
Wenn der Boden weich ist (Teppich), dann ist die Zeit Delta t relativ lang und es wird wenig Impuls in den Boden übertragen
-> wenig Impulsverlust / großes Delta t = kleine Aufprallkraft,
eben weicher Boden.
Wenn der Boden superhart ist (Beton), dann wird die Kugel einen Impulsverlust von 2*m*v erleiden: weil sie reflektiert wird. Die Stoßzeit Delta t ist sehr klein, also ist die Aufprallkraft riesengroß. Hart eben.
Gruß
Stefan
Danke für eure schnelle Hilfe, doch ich wollte vielmehr wissen das Wievielfache der Gewichtskraft beim Aufprall auf den Boden wirkt.
Ich dachte mir das so:
Eine Kugel mit der Masse 10 kg fällt von 10 Meter Höhe.
Sie hat beim Aufprall eine Kraft, die der Gewichtskraft eines Gegenstandes mit der Masse x kg entspricht
Wie finde ich das passende x?
Nochmal vielen Dank im Voraus!
A. de Melo
Hallo Alessandro,
Sie hat beim Aufprall eine Kraft, die der Gewichtskraft eines
Gegenstandes mit der Masse x kg entspricht
Wie finde ich das passende x?
Wenn denn einmal die Aufprallkraft konkret bekannt ist, dann teile man sie
durch die Erdbeschleunigung g und erhält die entsprechende Masse.
Gruß
Stefan