Pferd mit Reiter

Jakobsweg · Anmeldungsdatum: 14.04.2014 Beiträge: 1 Wohnort: Bern

Folgende Aufgabe sollte ich lösen:

Ein Rennpferd (Masse 450 kg) mit Reiter (50 kg) bewältigt eine Strecke von 2000 m in zwei Minuten. Dabei macht es 333 Sprünge und der Luftwiderstand beträgt 90 N. Die Hinterbeine berühren den Boden während 50% der Sprungzeit. Die Haftreibungskraft sei während dieser Kontaktzeit konstant. Die Wirkung der Vorderbeine auf die Vorwärtsbewegung wird vernachlässigt.

1. Zwischen welchen Werten verändert sich die Geschwindigkeit des Pferdes mit festsitzendem Reiter?
2. Zwischen welchen Werten verändert sich die Leistung der Hinterbeine (während der Kontaktzeit)?
3. Wie viel Energie muss die Beinmuskulatur während eines Sprunges aufwänden?
4. Durch seine Eigenbewegung sorgt der Reiter dafür, dass er im richtigen Moment eine Maximalgeschwindigkeit von 17 m/s erreicht.
4a) Wie weit bewegt sich der Reiter auf dem Sattel hin und her (die Beschleunigung sei konstant)?
4b) Wie viel Energie muss die Beinmuskulatur nun noch während eines Sprungs aufwänden?

Meine Idee: Die Geschwindigkeit beträgt 16.67 m/s und ein Sprung dauert 0.36 s. Die Beschleunigung ist gleich Kraft durch Masse (90 N durch 450 kg oder durch 50 kg?). Geschwindigkeit gleich Beschleunigung mal Zeit.
Mein Problem sind die Newton-Axiome: Welche Kraft muss ich für die Beschleunigung einsetzen? Wie berechne ich die Leistung. Wofür brauche ich das Wechselwirkungsgesetz (in der Vorlesung erwähnt)?