Die Sache mit der Fussleiste

Hallo!

Ich muss zu allererst gestehen: Ich hab Null Ahnung von Physik, tut mir leid. Nein, ehrlich, tut mir wirklich leid, ich würd gern mehr verstehen :smile:

Nun hab ich ein Buch gelesen: „Warum die Wolken nicht vom Himmel fallen“ und fand es soweit ganz spannend - abgesehen davon, dass es je länger, desto schwieriger und theroretischer wird.

Da stand nun drin:

Wenn ich mit dem Fuss vor die Fussleiste trete, tut´s weh, weil die Fussleiste zurücktritt. Hä?
Wie ist das zu verstehen? Da bin ich nicht ganz mitgekommen. Heisst das, ich delle die Leiste quasi ein und sie dellt sich wieder aus und das schiebt mich halt schmerzhaft zurück? Denn woher soll die Leiste eine Kraft haben, wie ich aus den Muskeln, um zurückzuschieben?

Verwirrt,
Nuit

Ich würde sagen Actio = Reaktio.
Zu jeder Kraft existiert eine Gegenkraft :wink:

Hallo!

Wenn ich mit dem Fuss vor die Fussleiste trete, tut´s weh,
weil die Fussleiste zurücktritt. Hä?
Wie ist das zu verstehen? Da bin ich nicht ganz mitgekommen.
Heisst das, ich delle die Leiste quasi ein und sie dellt sich
wieder aus und das schiebt mich halt schmerzhaft zurück?

Genau!

Denn
woher soll die Leiste eine Kraft haben, wie ich aus den
Muskeln, um zurückzuschieben?

Du führst der Leiste Energie zu, hast Du schon mal ein Gummiband oder eine Feder gespannt?
Du gibst dem Körper Energie, die beim Loslassen zurückkommt, mit einigen Verlusten, zb. Wärme, Reibung.

Naja, eine Fußleiste dellt sich nicht ein und dann zurück. Sie ist nicht elastisch.
Also eine Fußleiste tritt, schwingt oder sonst was zurück. Sie bleibt starr.

Moin, Nuit,

Wenn ich mit dem Fuss vor die Fussleiste trete, tut´s weh,
weil die Fussleiste zurücktritt.

das ist der in die Hose gegangene Versuch, das Prinzip von actio=reactio zu versinnbildlichen.

Da tritt nichts zurück, schon gar keine Fußleiste. Die Schmerzen sind die gleichen, wenn ich der Mauer einen Tritt verpasse, die bewegt sich ebenfalls nicht. Andersrum wird ein Schuh daraus: Der getretene Ball nimmt die Stoßenergie auf und fliegt davon, deshalb schmerzt dieser Tritt nicht. Oder jedenfalls nur wenig.

Gruß Ralf

Andersrum wird ein
Schuh daraus: Der getretene Ball nimmt die Stoßenergie auf und
fliegt davon, deshalb schmerzt dieser Tritt nicht. Oder
jedenfalls nur wenig.

Das heisst, dass es schmerzt, weil ich der Leiste „Energie“ zuführe, aber sie sie nicht weitergeben kann, oder drauf reagieren kann (sich verformen kann) und sie somit an mich „zurückgibt“?

Nuit

Die Leiste nimmt überhaupt keine Energie auf!
Die sammte Energie wird bei dem Stoßprozess auf die Verformung des Fußes / Schuhs übertragen.

Das heisst, dass es schmerzt, weil ich der Leiste „Energie“
zuführe

nicht der Leiste führst Du Energie zu, sondern der Fußspitze. Die Bewegungsenergie wird umgeformt in Verformungsenergie. Das sieht geschrieben bescheuert aus, aber isso :smile:))

Gruß Ralf

Naja, eine Fußleiste dellt sich nicht ein und dann zurück. Sie
ist nicht elastisch.
Also eine Fußleiste tritt, schwingt oder sonst was zurück. Sie
bleibt starr.

Nö, es gibt keine ideal starren Körper. Dann könntest Du mit Überlichtgeschwindigkeit Information austauschen.

Nimm einen ausreichend langen Stab und schub´s den an, wenn er ideal ist, wird sofort dieser Schubs am anderen Ende zu spüren sein, im Widerspruch zur RT.

Du kannst natürlich auch Impulsbetrachtungen machen, nur irgendwann wirst Du um die Verformung nicht mehr herumkommen, da wird die Energie gespeichtert, die dann „zurückschlägt“.

Gurß Volker

Hallo Nuit,

Ich muss zu allererst gestehen: Ich hab Null Ahnung von
Physik, tut mir leid. Nein, ehrlich, tut mir wirklich leid,
ich würd gern mehr verstehen :smile:

Jeder ist mal so auf die Welt gekommen :wink:)

Wenn ich mit dem Fuss vor die Fussleiste trete, tut´s weh,
weil die Fussleiste zurücktritt. Hä?

Dein Fuss hat eine gewisse Masse und beim treten auch einebestimmte Geschwindigkeit.
Masse mal Geschwindigkeit im Quadrat ist Energie.

Beim Beschleunigen der Masse muss man also Energie in die Masse „stecken“.
Beim Abbremsen wird diese Energie wieder frei. Allerdings kann man Energie nicht „vernichten“, sondern nur in eine andere Form umwandeln.
Weil das Ganze so schön symmetrisch ist, gibt es fürs Beschleunigen und Bremsen auch nur eine Formel, unterschieden wird nur durch das Vorzeichen der Kraft. Deshalb spricht man auch von eine negativen Beschleunigung, wenn man von Bremsen spricht.

Soweit mal die Grundlagen um das Ganze zu verstehen.

Nun wieder zu deinem Fuss und der Fussleiste mit der Wand dahinter, welche auch noch wichtig ist.

Wenn du die Fussleiste einfach irgendwo auf den Boden legst, tut dir dein Fuss nicht weh, aber die Leiste fliegt davon.
Es wurde also Energie von deinem Fuss auf die Leiste übertragen wodurch die Leiste beschleunigt wurde.
Dabei wird aber dein Fuss relativ langsam und über eine längere Strecke abgebremst.

Beschleunigen und Bremsen ist ja physikalisch das Selbe, nur das Vorzeichen ist unterschiedlich. Somit ist die Kraft mit der die Leiste beschleunigt wird identisch mit derjenigen welche deinen Fuss dabei abbremst.

Etwas Theorie habe ich jetzt noch vergessen:
Die übertragene Energie berechnet sich aus der Zeit und der Kraft.
Als Mensch kannst du einen Tonnenschweren Eisenbahnwagen anschieben, du brauchst aber eine ganze Menge Zeit bis der z.B. mit Schrittgeschwindigkeit rollt. Die Lok bringt eine viel grössere Kraft auf und schafft das in wesentlich weniger Zeit aber bei der selben Endegeschwindigkeit steckt in beiden Fällen gleich viel Energie im beschleunigten Eisenbahnwagen.

Nun nageln wir die Fussleiste an die Wand und du darfst nochmals gegen die Leiste treten :wink:

Damit das ganze etwas einfacher wird, machst du das barfuss und zudem nehmen wir an, dass dein Fuss aus einem steinharten Material ist, welches sich nicht verformen lässt (Schreib mir mal, obs dann weniger Weh tut). Die selbe Annahme nehmen wir auch für die Leiste und die Wand an.

Nun schauen wir mal was abgeht:
Zuerst holst du mit deinem Fuss nach hinten aus und beschleunigst ihn in Richtung Fussleiste. Durch die Beschleunigung steckst du also Energie in deinen Fuss.

Nun trifft dein Fuss auf die Leiste …
Da sich alle Materialien nicht verformen können, muss also der Fuss in diesem Moment anhalten, da er keine Möglichkeit hat sich weiter zu bewegen.

Nun ist da aber noch die Energie, welche ja nicht einfach verschwinden kann…

Dein Fuss erzeugt also eine Kraft auf die Fussleiste. Da die Fussleiste aber nicht nachgeben kann, da ist ja die Wand dahinter, muss also die Fussleiste eine Kraft auf deinen Fuss ausüben welche gleich gross ist. das hat sich ja schon am Beispiel mit der frei liegenden Leiste gezeigt.

Stellt sich noch die Frage, wieso der Fuss so richtig schmerzt wenn da eine Wand hinter der Leiste ist.

Wie ich geschrieben habe ist Energie = Kraft mal Zeit.

Weil jetzt alles aus einem harten Material ist, muss der Fuss in der Zeit Null abgebremst werden, wodurch die Kraft unendlich gross werden muss. Wie in den meisten Fällen, würde die Energie dabei in Wärme umgewandelt.

Praktisch ist dein Fuss natürlich nicht starr und die Fussleiste auch nicht wirklich. Dadurch dauert das Abbremsen doch seine Zeit und die Kraft wird dabei nicht unendlich gross. Aber die Fussleiste übt trotzdem genau die selbe Kraft auf deinen Fuss aus wie dein Fuss auf die Leiste, nur das Vorzeichen ist unterschiedlich.

Bei der Berechnung der Kräfte spielt es übrigens keine Rolle ob sich der Fuss auf die Leiste oder die Leiste auf den Fuss zubewegt (zumindest wenn man nur die Masse betrachtet und die Muskulatur ausser Acht lässt) !

Ist halt alles relativ :wink:

Ich hoffe, dass bei deinem Physikverständniss, zumindest hinter dem Komma, irgendwo eine andere Ziffer als die 0 zu finden ist :smile:)

MfG Peter(TOO)

Hallo Peter!

Nun nageln wir die Fussleiste an die Wand und du darfst
nochmals gegen die Leiste treten :wink:

Wie gemein :smiley:

Damit das ganze etwas einfacher wird, machst du das barfuss
und zudem nehmen wir an, dass dein Fuss aus einem steinharten
Material ist, welches sich nicht verformen lässt (Schreib mir
mal, obs dann weniger Weh tut).

Viel besser. Ich behalte den Bleifuss :smiley:

Ich hoffe, dass bei deinem Physikverständniss, zumindest
hinter dem Komma, irgendwo eine andere Ziffer als die 0 zu
finden ist :smile:)

Es hat zumindest gereicht, um deine Erklärungen zu verstehen! Wow, ich bin echt begeistert, hätte nicht gedacht, dass man das ohne Physikkenntnisse (ich erinnere mich nur noch an meinen Lehrer, der irgendwas demonstrieren wollte und sich dabei einen Eimer Leim über dem Kopf ausgoss…) wirklich verstehen kann!

Danke vielmals, da bekomm ich doch gleich Lust mir über andere Dinge noch Gedanken zu machen :smile: (wer weiss, vielleicht hast du ja noch mehr so tolle Antworten, ich stell in letzter Zeit fest, dass ich mehr und mehr dazu neige, verstehen zu wollen, warum alles so ist :wink: )

Nuit :smile:

Hallo Nuit,

Danke vielmals, da bekomm ich doch gleich Lust mir über andere
Dinge noch Gedanken zu machen :smile: (wer weiss, vielleicht hast
du ja noch mehr so tolle Antworten, ich stell in letzter Zeit
fest, dass ich mehr und mehr dazu neige, verstehen zu wollen,
warum alles so ist :wink: )

Eigentlich ist (Experimental)Physik gar nicht so kompliziert, die grundsätzlichen Zusammenhänge verstehen schon kleine Kinder.

Wenn wir mal beim Fuss bleiben:
du nimmst einen Hammer und lässt ihn aus unterschiedlicher Höhe auf deinen Fuss fallen :wink:

Daraus ergibt sich der Lehrsatz:

**Je höher desto Autsch.

Dies stimmt Qualitativ mit http://de.wikipedia.org/wiki/Fallgeschwindigkeit
überein.
Praktisch ergibt die doppelte Höhe zwar ein 4faches Autsch, aber das ist für das grundlegende Verständnis gar nicht so wichtig. Für das tägliche Leben ist es nur wichtig, dass aus dem 6. Stock fallende Blumentöpfe gefährlicher sind, als solche welche nur vom Tisch runterfallen.

Leider ist es so, dass Physik in der Schule meist nur Theotisch gelehrt wird, also nur auf der mathematischen Ebene.

Mein Vater hat an der Uni in der Physik gearbeitet und dadurch bin ich schon in der Uni gewesen als ich noch nicht einmal laufen konnte :wink:
Die dortige Professoren konnten mir aber immer alles erklären auch schon als für mich Mathematik nur aus komischen Zeichen auf der Wandtafel bestand.

MfG Peter(TOO)**