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[quote="patrick.graffe"][b]Meine Frage:[/b] Hallo, Wir sind gerade dabei einen elektrischen Hau den Lukas zu bauen. Wir stehen jetzt vor der großen Frage wie dimensioniert der Kraftsensor sein muss und fragen uns wie wir raus bekommen wie viel Kraft der 5 Kg Gummihammer auftrifft. Mann schlägt nicht direkt auf den Sensor sondern auf einen Bolzen der sich ca. 5cm nach unten bewegt und dort dann auf den Sensor trifft. Der Bolzen wird von einer Feder wieder nach oben gedrückt, sprich der Hammerschlag muss auch erst die Feder "zusammendrücken" bevor er auf den Sensor trifft. Die Feder ist in einem Zylinder und berührt nicht den Sensor! Wir haben "grob" gemessen das wenn mann mit dem Hammer über dem Kopf "anfängt", ist der weg bis zum Hau den Lukas ca. 2 m und unsere Testperson hat knapp 1 Sekunde gebraucht bis der Hammer den Bolzen berührt hat. Wie berechnen wir wie viel Newton der Sensor maximal aushalten muss? [b]Meine Ideen:[/b] Wir haben "grob" gemessen das wenn mann mit dem Hammer über dem Kopf "anfängt", ist der weg bis zum Hau den Lukas ca. 2 m und unsere Testperson hat knapp 1 Sekunde gebraucht bis der Hammer den Bolzen berührt hat. Damit habe ich ein wenig rumgerechnet mit Formeln aus dem Internet aber es kam nix vernünftiges dabei raus.[/quote]
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<table border="0" cellpadding="3" cellspacing="1" width="100%" class="forumline"> <tr> <th class="thCornerL" width="22%" height="26">Autor</th> <th class="thCornerR">Nachricht</th> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>Mathefix</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 03. Okt 2018 10:06<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Die Zeit von 1 s ist nicht ganz realistisch. In freiem Fall, also ohne zusätzliche Beschleunigung, wären es 0,64 s. <br />Das ist insofern von Bedeutung, da diese Zeit quadratisch in die Berechnung eingeht. <br /> <br /><span style="font-weight: bold">1. Geschwindigkeit des Hammers</span> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?h = \frac{1}{2} \cdot a\cdot t^{2} "> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?v = a\cdot t \rightarrow a = \frac{v}{t} "> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?v = \frac{2\cdot h}{t} "> <br /> <br /><span style="font-weight: bold">2. Energie des Hammers</span> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?E_H = \frac{1}{2} \cdot m\cdot v^{2}"> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?E_H = 2\cdot m\cdot (\frac{h}{t})^{2} <br />"> <br /> <br /><span style="font-weight: bold">3. Energieaufnahme durch Sensor</span> <br /> <br />Sensor wirkt wie eine Feder <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?E_S = \frac{1}{2}\cdot D\cdot s^{2} "> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?F = D\cdot s "> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?E_S = \frac{1}{2}\cdot F\cdot s "> <br /> <br /><span style="font-weight: bold">4. Kraft auf Sensor</span> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?E_H = E_S "> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?F = \frac{4\cdot m\cdot (\frac{h}{t})^{2} }{s}"></span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>Steffen Bühler</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 02. Okt 2018 16:12<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Wenn der Hammer beim Schwingen gleichmäßig beschleunigt wird, hat er mit Euren Daten zum Schluss 4m/s drauf, wenn er auf den Bolzen trifft. Nun kommt es drauf an, wie schnell er abgebremst wird! Ich nehme mal an, die Feder hat keinen großen Einfluss, sonst würde sie ja die Messungen verfälschen. Sie soll nur den Bolzen wieder hochbringen. <br /> <br />Am einfachsten wäre es, einen Probeschlag mit einem leichten Hammer zu machen und das mit einem Oszilloskop zu messen. Wenn Ihr dann seht, dass der Sensor nach z.B. einer Zehntelsekunde am "unteren Totpunkt" ist, habt Ihr die Beschleunigung (hier 40m/s²) und mit der Masse des Hammers die Kraft. <br /> <br />Alternativ könnt Ihr mit E=0,5mv² die Energie des Hammers beim Auftreffen berechnen und über E=Fs die Kraft ermitteln, falls Ihr wisst, wie weit sich der Sensor nach unten dehnt. <br /> <br />Viele Grüße <br />Steffen</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>patrick.graffe</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 02. Okt 2018 15:34<span class="gen"> </span> Titel: Hammerschlag bei einem Hau-den-Lukas</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"><span style="font-weight: bold">Meine Frage:</span> <br />Hallo, <br /> <br />Wir sind gerade dabei einen elektrischen Hau den Lukas zu bauen. <br />Wir stehen jetzt vor der großen Frage wie dimensioniert der Kraftsensor sein muss und fragen uns wie wir raus bekommen wie viel Kraft der 5 Kg Gummihammer auftrifft. <br /> <br />Mann schlägt nicht direkt auf den Sensor sondern auf einen Bolzen der sich ca. 5cm nach unten bewegt und dort dann auf den Sensor trifft. <br />Der Bolzen wird von einer Feder wieder nach oben gedrückt, sprich der Hammerschlag muss auch erst die Feder "zusammendrücken" bevor er auf den Sensor trifft. Die Feder ist in einem Zylinder und berührt nicht den Sensor! <br /> <br />Wir haben "grob" gemessen das wenn mann mit dem Hammer über dem Kopf "anfängt", ist der weg bis zum Hau den Lukas ca. 2 m und unsere Testperson hat knapp 1 Sekunde gebraucht bis der Hammer den Bolzen berührt hat. <br /> <br />Wie berechnen wir wie viel Newton der Sensor maximal aushalten muss? <br /> <br /> <br /> <br /> <br /><span style="font-weight: bold">Meine Ideen:</span> <br />Wir haben "grob" gemessen das wenn mann mit dem Hammer über dem Kopf "anfängt", ist der weg bis zum Hau den Lukas ca. 2 m und unsere Testperson hat knapp 1 Sekunde gebraucht bis der Hammer den Bolzen berührt hat. <br /> <br />Damit habe ich ein wenig rumgerechnet mit Formeln aus dem Internet aber es kam nix vernünftiges dabei raus.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> </table>
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