Physikformeln

Wissenschaft Physik
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…suche ich
Und bin mir sicher das sie schonmal gefragt wurde, nur habe ich unter FAQ nichts gefunden
Eigentlich suche ich eine bestimmte,wobei ich garnicht weiss wie sie heisst.
Beispiel:
Wenn ich mit meinem Fahrrad mit 40 km/h und einem Körpergewicht von hundert Kilogramm gegen eine Mauer knalle,wie hat sich dann zum Zeitpunkt des Aufpralls das Körpergewicht vervielfacht. Also Thema ist Beschleunigung
Vielen Dank für plausible Formeln
Gruss Ingo

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Hi…

Eigentlich suche ich eine bestimmte,wobei ich garnicht weiss
wie sie heisst.

Nicht jede Formel hat einen Namen :wink:
Und nicht für alles gibt es eine fertige Formel…

Beispiel:
Wenn ich mit meinem Fahrrad mit 40 km/h und einem
Körpergewicht von hundert Kilogramm gegen eine Mauer
knalle,wie hat sich dann zum Zeitpunkt des Aufpralls das
Körpergewicht vervielfacht. Also Thema ist Beschleunigung

Hier fehlt eine Angabe, dafür ist eine andere zuviel. Die „Vervielfachung“ des Gewichts ist eine recht unglückliche Formulierung. Prinzipiell geht es hier um die Formel F = ma (Kraft = Masse * Beschleunigung).
Die Gewichtskraft eines Menschen, der auf der Erde steht, ist also seine Masse multipliziert mit der Erdbeschleunigung von 9,81 m/s². Dieselbe Kraft wirkt auf denselben Menschen in horizontaler Richtung, wenn er mit 9,81 m/s gegen eine Wand fährt und dadurch innerhalb von einer Sekunde auf 0 m/s „beschleunigt“ wird. Fährt er doppelt so schnell, oder kommt er schon nach einer halben Sekunde zum Stillstand, ist das die doppelte Beschleuigung, mithin die doppelte Kraft. Wenn er nicht mit dem Kopf an die Wand schlagen will, muß er dieselbe Kraft aufbringen, die ein Mensch der doppelten Masse braucht, um sich vom Erdboden hochzustemmen. Er fühlt sich dadurch für die Dauer der Beschleunigung doppelt so schwer wie sonst.

Was Du brauchst, ist die Zeit bis zum Stillstand, was Du nicht unbedingt brauchst, ist das Körpergewicht.

P.S. Ich lasse hier bewußt einiges weg. Falls Du es genauer wissen willst, noch ein paar Stichpunkte:

  • Die Erdbeschleunigung wirkt auch während des Aufpralls. Im Beispiel nicht so wichtig, weil sie senkrecht zur „Aufprallkraft“ steht. Wenn er aus dem freien Fall in ähnlicher Weise abgebremst würde, muß man sie berücksichtigen und er ist dann dreimal so „schwer“.
  • Während der Verzögerung bewegt er sich weiter auf die Mauer zu. Ist sein Kopf zu Beginn 1 m von der Mauer entfernt, muß er mit min. v²/2 * 1m verzögern, bei 9,81m/s also mit fast 50 m/s² oder grob seinem fünffachen Gewicht, damit er nicht auf die Mauer schlägt.
  • Wenn er sich tatsächlich mit solchen Kräften auf den Lenker stützen kann, heißt das nicht, das das Fahrrad das auch aushält. Wenn es die notwendige Kraft nicht aufbringt, verformt es sich so weit, daß er doch wieder an die Mauer knallt.
  • Wenn er selbst aufschlägt, beginnt ein neuer Beschleunigungsvorgang. ausgehend von seiner Restgeschwindigkeit. Da der menschliche Körper weniger Knautschzone hat als ein Fahrrad, erfolgt dieser Vorgang in wesentlich kürzerer Zeit und folglich mit wesentlich höheren Kräften.
  • Da der Schwerpunkt des Systems Radler-Rad über dem Ansatzpunkt der Kraft (halbe Höhe Vorderreifen) liegt, ergibt sich ein Drehmoment, das den Radler nach oben beschleunigt. Wenn man diesen Vorgang berechnen will, braucht man einige Informationen über das Fahrrad.

Hm. Mehr Nachträge als eigentliche Antwort :wink:

genumi