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[quote="Stromberg"][quote="jmd"]Hallo [latex]E=2*\frac{1}{2} *m*80^{2}=6400*m[/latex] gegenüber [latex]E=\frac{1}{2} *m*160^{2}=12800*m[/latex] Du beobachtest den Vorgang in 2 verschiedenen Bezugssystemen Aber was beobachtet man genau? Es gilt,daß man in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedliche Energien beobachten kann aber die Energieänderungen die man beobachtet sind in jedem Bezugssystem gleich Als Bilanz kann man sagen:Vorsichtig fahren ;) Gruß[/quote] Ich verstehe nicht genau, was du sagen möchtest. Wenn ich als Bezugssystem eins der Autos nehme, habe ich doppelt so viel Bewegungsenergie wie wenn ich mir den Crash von außen angucke...das kann doch irgendwie nicht sein? Ob ich im Auto sitze oder mir das von außen angucke....auf den Schaden der Autos sollte das ja keinen Einfluss haben. ;)[/quote]
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Systemdynamiker
Verfasst am: 04. Dez 2012 14:31
Titel: Frontalaufprall
Heute habe ich ein Video gefertigt, in dem die Problematik des Frontallaufpralls anhand einer konkreten Aufgabe thematisiert wird. Ich bin nach wie vor der festen Überzeugung, dass das Flüssigkeitsbild vieles klärt, was üblicherweise in einem Geflecht von Formeln versteckt ist:
https://www.youtube.com/watch?v=Ppp6Xu7KtN8
Systemdynamiker
Verfasst am: 23. Nov 2012 15:58
Titel: kinetische Energie
Die kinetische Energie ist immer bezogen auf die Erde oder ein anderes Bezugssystem. Die eigentliche Stossdynamik hängt dagegen nur von der Relativgeschwindigkeit der beiden Körper ab. Eine verwandte Fragestellung hat man bei einer Kanone, welche eine Kugel von einem fahrenden Eisenbahnzug nach vorne abfeuert. Nimmt man hier den Unterschied zwischen der kinetischen Energie, die einmal vom fahrenden Zug und einmal von der Erde aus gemessen wird, kann man sich auf fragen, wieso diese Differenz so gross ist und wer diese Energiedifferenz aufzubringen hat.
http://www.youtube.com/watch?v=NyR4-GvyYYY
Huggy
Verfasst am: 23. Nov 2012 14:14
Titel:
@Stromberg
Du sagst mit Recht, wenn man das Geschehen von zwei unterschiedlichen Bezugssystemen aus betrachtet, muss der physikalische Effekt derselbe sein. Der physikalische Effekt ist die Menge an kinetischer Energie, die in Deformationsenergie umgewandelt wird. Du hast nur die Umrechnung der Bezugssysteme nicht konsequent durchgeführt.
Bezugssystem 1
vor dem Stoß
Summe:
nach dem Stoß
Beide Autos bewegen sich mit gemeinsamer Geschwindigkeit
, Gesamtmasse = 2m
wegen Impulserhaltung
umgewandelte Energie
Bezugssystem 2
vor dem Stoß
Summe:
nach dem Stoß
Beide Autos bewegen sich mit gemeinsamer Geschwindigkeit
, Gesamtmasse = 2m
wegen Impulserhaltung
umgewandelte Energie
Die umgewandelte Energie ist also, wie es sein muss, unabhängig vom Bezugssystem! Der Knackpunkt ist, dass die Fahrzeuge im Bezugssystem 2 nach dem Zusammenstoß eine von 0 verschiedene gemeinsame Geschwindigkeit haben. Damit haben sie auch noch kinetische Energie. Und die muss von der kinetischen Energie vor dem Stoß abgezogen werden, um die umgewandelte Energie zu bejommen.
Stromberg
Verfasst am: 23. Nov 2012 12:32
Titel: Re: Energie und Impuls
Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben:
Bei einem Stoss tauschen die Körper Impuls aus und ein Teil der Energie wird dissipiert. Dabei gibt der eine Körper Impuls ab und der andere nimmt Impuls auf. Die im Stossprozess freigesetzte Energie muss von den beiden Knautschzonen aufgenommen werden.
Solange zwei identische Autos mit entgegen gesetzt gleicher Geschwindigkeit auf einander los prallen, kann man sich immer eine dünne Mauer zwischen den beiden Autos vorstellen, die durch den Stoss nicht bewegt wird. Damit wäre die oben gestellte Frage schon beantwortet. Um die Sicherheit auf der Strasse zu vergrössern, müssen aber bei allen Fahrzeugen die Knautschzonen optimiert werden.
Ich habe hier ein Beispiel zur Eisenbahn mit einer vollständigen Diskussion der zugehörigen Physik: Wer sich 20 Minuten Zeit nimmt, kann hier mehr zur Mechanik lernen als in mancher Physiklektion.
Wenn man das so betrachtet, macht das Sinn, aber ich verstehe einfach nicht, warum ich das nicht so rechnen kann wie ich es oben gemacht habe.
Ist es das geleiche, wenn ich mit einem Auto mit 160 km/h gegen ein anderes stehendes fahre wie wenn 2 Autos mit jeweils 80 km/h ineinander fahren?
Bzw. gehe ich in dem 160 km/h Fall davon aus, dass genau die Hälfte der Energie als Impuls ans stehende Auto übergeben wird und die andere Hälfte dissipiert? Und wenn ja, warum ist das so?
jh8979
Verfasst am: 23. Nov 2012 06:26
Titel:
Wenn die Frage wirklich so gestellt wurde, ist sie sehr schlecht gestellt (und auch sehr schlecht beantwortet): Selbst wenn sich die Mauer beim Aufprall nicht verformt, so muss sich aus Gruenden der Impulserhaltung das System Auto+Mauer zusammen weiterbewegen. Demnach waere die zur Verfuegung stehende Energie fuer den Schaden im ersten Fall groesser.
Natuerlich kann man eine 100% unflexible Mauer mit unendlicher Masse betrachten. In diesem Fall waeren 1.) und 2.) gleich... aber ob das in den meisten Situationen gegeben ist, sei mal dahingestellt.
Systemdynamiker
Verfasst am: 23. Nov 2012 05:58
Titel: Energie und Impuls
Bei einem Stoss tauschen die Körper Impuls aus und ein Teil der Energie wird dissipiert. Dabei gibt der eine Körper Impuls ab und der andere nimmt Impuls auf. Die im Stossprozess freigesetzte Energie muss von den beiden Knautschzonen aufgenommen werden.
Solange zwei identische Autos mit entgegen gesetzt gleicher Geschwindigkeit auf einander los prallen, kann man sich immer eine dünne Mauer zwischen den beiden Autos vorstellen, die durch den Stoss nicht bewegt wird. Damit wäre die oben gestellte Frage schon beantwortet. Um die Sicherheit auf der Strasse zu vergrössern, müssen aber bei allen Fahrzeugen die Knautschzonen optimiert werden.
Ich habe hier ein Beispiel zur Eisenbahn mit einer vollständigen Diskussion der zugehörigen Physik:
https://www.youtube.com/watch?v=uTAllwCvpS8
Wer sich 20 Minuten Zeit nimmt, kann hier mehr zur Mechanik lernen als in mancher Physiklektion.
Stromberg
Verfasst am: 22. Nov 2012 23:12
Titel:
jmd hat Folgendes geschrieben:
Hallo
gegenüber
Du beobachtest den Vorgang in 2 verschiedenen Bezugssystemen
Aber was beobachtet man genau?
Es gilt,daß man in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedliche Energien beobachten kann
aber die Energieänderungen die man beobachtet sind in jedem Bezugssystem gleich
Als Bilanz kann man sagen:Vorsichtig fahren
Gruß
Ich verstehe nicht genau, was du sagen möchtest.
Wenn ich als Bezugssystem eins der Autos nehme, habe ich doppelt so viel Bewegungsenergie wie wenn ich mir den Crash von außen angucke...das kann doch irgendwie nicht sein?
Ob ich im Auto sitze oder mir das von außen angucke....auf den Schaden der Autos sollte das ja keinen Einfluss haben.
Stromberg
Verfasst am: 22. Nov 2012 23:01
Titel:
MarkusB hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Man muss allerdings bedenken, dass sich im Fall 1 diese Energie gleichmäßig auf zwei Wagen verteilt. Somit ist die Zerstörung in beiden Fällen für einen Wagen die gleiche.
Die Erklärung macht aus meiner Sicht keinen Sinn, denn auch im zweiten Fall wird doch die Energie auf 2 Körper aufgeteilt: Mauer & Auto.
Man geht davon aus, dass die Mauer sich beim Aufprall nicht verformt und somit keine Energie aufnimmt.
jmd
Verfasst am: 22. Nov 2012 21:53
Titel:
Hallo
gegenüber
Du beobachtest den Vorgang in 2 verschiedenen Bezugssystemen
Aber was beobachtet man genau?
Es gilt,daß man in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedliche Energien beobachten kann
aber die Energieänderungen die man beobachtet sind in jedem Bezugssystem gleich
Als Bilanz kann man sagen:Vorsichtig fahren
Gruß
MarkusB
Verfasst am: 22. Nov 2012 17:35
Titel:
Zitat:
Man muss allerdings bedenken, dass sich im Fall 1 diese Energie gleichmäßig auf zwei Wagen verteilt. Somit ist die Zerstörung in beiden Fällen für einen Wagen die gleiche.
Die Erklärung macht aus meiner Sicht keinen Sinn, denn auch im zweiten Fall wird doch die Energie auf 2 Körper aufgeteilt: Mauer & Auto.
Stromberg
Verfasst am: 22. Nov 2012 13:00
Titel: Energie/Kraft beim Auto-Crash
Meine Frage:
http://www.leifiphysik.de/web_ph11/tests/05_erhaltungssaetze/energieerhaltung/frameset.htm
Die Frage "Crash" interessiert mich hier:
Crash
1. Fall:
Zwei Autos mit gleicher Masse fahren mit 80 km/h aufeinander zu und prallen frontal aufeinander.
2. Fall:
Eines der obigen Autos fährt im 80 km/h auf eine starre unbewegliche Steinwand.
Lösungsmöglichkeiten:
1.)Im 1. Fall wird das Auto stärker beschädigt
2.)In beiden Fällen wird das Auto gleichstark beschädigt
3.)Im 2. Fall wird das Auto stärker beschädigt.
Meine Ideen:
Die Lösung steht mit dabei, und zwar soll 2.) richtig sein. Das wird wie folgt begründet:
"Antwort 2 ist richtig.
Diese Frage könnte mit Newton III beantwortet werden, es ist aber auch eine Antwort mit Hilfe des Energiesatzes möglich:
Im Fall 1 beträgt vor dem Stoß die gesamte kinetische Energie
. Nachher ist die mechanische Energie null.
Im Fall 2 ist die gesamte kinetische Energie nur halb so groß wie im Fall 1 und nachher ist die mechanische Energie ebenfalls null.
Man könnte also meinen, dass die Energie, welche für die Zerstörung zur Verfügung steht größer ist. Man muss allerdings bedenken, dass sich im Fall 1 diese Energie gleichmäßig auf zwei Wagen verteilt. Somit ist die Zerstörung in beiden Fällen für einen Wagen die gleiche."
Das klingt erst mal logisch, aber muss man hier nicht eigentlich mit den relativen Geschwindigkeiten rechnen? Wenn ich mir vorstelle, dass das eine Auto nur steht und das andere mit 160 km/h darein fährt müsste das doch eigentlich dem obigen Fall entsprechen, oder?
Dann wäre aber die gesamte kinetische Energie doppelt so hoch, da v ja bei der Energie-Berechnung quadriert wird:
gegenüber
Daher würde ich sagen, dass das Fahren gegen ein Mauer aus energetischer Sicht besser ist als das Fahren gegen ein gleich schnelles Auto.
Die Frage habe ich schon häufiger in Foren gelesen, ich verstehe aber immernoch nicht, was an meinem Ansatz falsch ist. Wer kann's mir erklären?