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Nachricht |
Anna.love
Gast
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 Anna.love Verfasst am: 28. Jan 2019 09:19 Titel: Energieverbrauch bei Liegestützen |
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Meine Frage:
Wenn man Liegestütze macht und man für den Physikunterricht berechnen soll, wie viel Energie man währenddessen verbraucht, worauf soll man dabei achten? Wenn die Person, die die Liegestütze macht, 50 Kilogramm wiegt und sehr sportlich ist, wie soll man das dann berechnen?
Meine Ideen:
Die Person wiegt ungefähr 50 Kilogramm und ist sehr sportlich. Es ist außerdem ein 13-jährige Mädchen und sie macht Leistungsturnen. Das Mädchen macht 10 von den Liegestützen. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jan 2019 10:03 Titel: |
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Man könnte einen vereinfachten Ansatz machen, indem man die Höhe misst, um die die Arme den Körper hochdrücken. Die Körpermasse sollte aber nicht mit 50kg angenommen werden, besser ist es hier, die Hände auf eine Personenwaage zu stellen und bei durchgedrückten Armen die angezeigte Masse abzulesen. Dann die Hubarbeit berechnen.
Viele Grüße
Steffen |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 28. Jan 2019 11:05 Titel: |
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Man kann von folgenden ca. Maßen ausgehen
L = Körpergrösse (m)
Körperschwerpunkt K : 0,5* L
Schulterhöhe S: 0,8*L
Armlänge ab Schulter ohne Hand A: 0,3 * L
H = Hubhöhe des Körperschwerpunkts bei gestrecktem Arm (m)
m = Masse des Körpers (kg)
n = Anzahl Liegestütze
W = Hubarbeit (Nm)/(cal)
Es gilt bei gestrecktem Arm
Mit
L = 1,55 m, m = 50 kg und n = 10
beträgt die Hubarbeit
 Nm
 cal
Ich hoffe, das hilft Dir etwas weiter. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 28. Jan 2019 22:55 Titel: Re: Energieverbrauch bei Liegestützen |
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| Anna.love hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Wenn man Liegestütze macht und man für den Physikunterricht berechnen soll, wie viel Energie man währenddessen verbraucht, worauf soll man dabei achten? |
Du kannst die Hubarbeit einer Hebung berechnen, wie Mathefix scheibt. Alerdings ist die Hubarbeit von 10 vollen Liegestützen gleich Null, weil man beim Absenken negative Arbeit leistet.
Wie viel Energie die Muskeln bei dem ganzen verbrennen ist viel komplexer, und kann beliebig viel sein, weil man es beliebig langsam machen kann. Angespannte Muskeln können eine Menge Energie verbrennen, auch wenn sie keine oder negative Arbeit verrichten. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Jan 2019 13:49 Titel: Re: Energieverbrauch bei Liegestützen |
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| A.T. hat Folgendes geschrieben: | | Anna.love hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Wenn man Liegestütze macht und man für den Physikunterricht berechnen soll, wie viel Energie man währenddessen verbraucht, worauf soll man dabei achten? |
Du kannst die Hubarbeit einer Hebung berechnen, wie Mathefix scheibt. Alerdings ist die Hubarbeit von 10 vollen Liegestützen gleich Null, weil man beim Absenken negative Arbeit leistet.
Wie viel Energie die Muskeln bei dem ganzen verbrennen ist viel komplexer, und kann beliebig viel sein, weil man es beliebig langsam machen kann. Angespannte Muskeln können eine Menge Energie verbrennen, auch wenn sie keine oder negative Arbeit verrichten. |
Ich habe gerade 23 Liegestütze gemacht und habe gespürt, wie die Energie bei der Abwärtsbewegung an mich zurückfloss. Deswegen bin ich nach den Liegestützen so fit wie vorher, da ich ja keine Arbeit verrichtet habe. |
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 29. Jan 2019 14:13 Titel: |
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@A.T.
In beiden Fällen wird Arbeit verrichtet und somit chemische Energie umgesetzt
1. Hubarbeit
2. potentielle Energie
Somit mit den o.b. Ausführungen durch aus die Netto Arbeit bzw. Energie in cal ausrechnen. Hinzu kommt natürlich der Wirkungsgrad der Muskeln und die tatäschliche Brutto Arbeit zu erhalten. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 29. Jan 2019 15:29 Titel: |
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Alles schön und gut. Hier soll man die Energie aber
| Zitat: | | für den Physikunterricht berechnen |
Und da ist der Ansatz mit der Hubarbeit, die man braucht, um den Körper nach oben zu drücken, wohl realistisch. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 29. Jan 2019 20:49 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Alles schön und gut. Hier soll man die Energie aber
| Zitat: | | für den Physikunterricht berechnen |
Und da ist der Ansatz mit der Hubarbeit, die man braucht, um den Körper nach oben zu drücken, wohl realistisch. |
Ja, es ist realistisch anzunehmen, dass dieser unrealistische Ansatz erwartet wird. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 29. Jan 2019 20:53 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | In beiden Fällen wird Arbeit verrichtet und somit chemische Energie umgesetzt |
Welches Vorzeichen hat die Arbeit der Arme am Körper beim Absenken?
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Hinzu kommt natürlich der Wirkungsgrad der Muskeln. |
Was ist der Wirkungsgrad der Arme beim Absenken?
Zuletzt bearbeitet von A.T. am 29. Jan 2019 20:56, insgesamt einmal bearbeitet |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 29. Jan 2019 20:56 Titel: Re: Energieverbrauch bei Liegestützen |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Ich habe gerade 23 Liegestütze gemacht und habe gespürt, wie die Energie bei der Abwärtsbewegung an mich zurückfloss. Deswegen bin ich nach den Liegestützen so fit wie vorher, da ich ja keine Arbeit verrichtet habe. |
Genau das würde bei Deinem Ansatz rauskommen, wenn man ihn für den ganzen Zyklus anwendet. Daher ist der Ansatz nicht wirklich aussagekräftig. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 29. Jan 2019 22:47 Titel: |
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| Zitat: | | Genau das würde bei Deinem Ansatz rauskommen, wenn man ihn für den ganzen Zyklus anwendet. Daher ist der Ansatz nicht wirklich aussagekräftig. |
An jemanden der Liegestütz ausführt wird effektiv überhaupt gar keine Arbeit verrichtet. Nichtmal wenn er seinen Massenmittelpunkt anhebt, weil die Kraft dazu kommt vom Boden und die kann am Mensch keine Arbeit verrichten. Es sei denn der Boden bewegt sich.
Insofern verstehe ich den Sinn deiner Aussage nicht.
Es wird einfach chemische Energie in potentielle Energie mit Wirkungsgrad umgesetzt. Der Rest geht in Wärme. Die Gesamtenergie des Menschen bleibt dabei sowieso gleich,wie gesagt es sei denn der Boden bewegt sich-
Und die Frage dürfte sein ob diese potentielle Energie beim Massenmittelpunkt senken wieder in chemische umgewandelt wird.
Und das glaubt wohl keiner. Landet in Wärme und wird wahrscheinlich abgestrahlt oder per Konvektion mit der Luft mitgenommen, wodurch die Energie des Systems Mensch abnimmt.
_________________
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 29. Jan 2019 23:17 Titel: |
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| A.T. hat Folgendes geschrieben: | | Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | In beiden Fällen wird Arbeit verrichtet und somit chemische Energie umgesetzt |
Welches Vorzeichen hat die Arbeit der Arme am Körper beim Absenken?
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Hinzu kommt natürlich der Wirkungsgrad der Muskeln. |
Was ist der Wirkungsgrad der Arme beim Absenken? |
Ganz einfach, Stichwort "Stoßdämpfer" oder besser wieder die ominöse potentielle Energie. Die Muskelanspannung muss so wohl beim Absenken sowie Abheben aufrecht erhalten bleiben, da man sonst mit Wucht absacken würde, was evtl. zu Verletzungen führen würde. Ausßerdem heißt es nicht umsonst Gelenke, denn diese haben keine Steifigkeit und müssen z.B. über einen Motor bzw. Muskelanspannung in der gewünschten Postion gehalten bzw. fixiert werden.
Und die Bedeutung von dem Begriff "Wirkungsgrad" werde ich hier ganz sicher nicht erklären. Dazu bitte eine Suchmaschine des Vertrauens konsultieren. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 30. Jan 2019 05:55 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Genau das würde bei Deinem Ansatz rauskommen, wenn man ihn für den ganzen Zyklus anwendet. Daher ist der Ansatz nicht wirklich aussagekräftig. |
An jemanden der Liegestütz ausführt wird effektiv überhaupt gar keine Arbeit verrichtet. |
Schau die doch den Ansatz von Mathfix an. Er berechnet effektiv die Arbeit, welche die Arme am restlichen Körper verrichten.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Es wird einfach chemische Energie in potentielle Energie mit Wirkungsgrad umgesetzt. |
Was ist die Zunahme an potentieller Energie nach 10 vollen Liegestützen (jeweils auf und ab)? |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 30. Jan 2019 05:58 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | A.T. hat Folgendes geschrieben: | | Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | In beiden Fällen wird Arbeit verrichtet und somit chemische Energie umgesetzt |
Welches Vorzeichen hat die Arbeit der Arme am Körper beim Absenken?
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Ganz einfach, Stichwort "Stoßdämpfer" oder besser wieder die ominöse potentielle Energie. Die Muskelanspannung muss so wohl beim Absenken sowie Abheben aufrecht erhalten bleiben, da man sonst mit Wucht absacken würde, was evtl. zu Verletzungen führen würde. Ausßerdem heißt es nicht umsonst Gelenke, denn diese haben keine Steifigkeit und müssen z.B. über einen Motor bzw. Muskelanspannung in der gewünschten Postion gehalten bzw. fixiert werden.
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Ich habe dir eine einfache Frage gestellt, die man mit einem Wort beantworten kann. Trotz vieler Worte sehe ich keine eindeutige Antwort. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Jan 2019 12:33 Titel: |
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| Zitat: | | Schau dir doch den Ansatz von Mathfix an. Er berechnet effektiv die Arbeit, welche die Arme am restlichen Körper verrichten. |
Ich habe doch hingeschrieben das m.E. keine Arbeit am gesamten Menschen verrichtet wird.
Die berechnete Hubarbeit entspricht der Zunahme der potentiellen Energie des System Mensch, die von Umschichtung von anderen Energieformen im System kommt.
| Zitat: | | Was ist die Zunahme an potentieller Energie nach 10 vollen Liegestützen (jeweils auf und ab)? |
null, aber was für eine Relevanz hat diese Frage?
Wenn ich einen Lagerbestand an Smartphones habe und ich packe Einige in mein Auto und dann wieder aus weil ich sie verkaufe. Welche Relevanz hat die Frage nach 1000 Zyklen wieviele in meinem Auto sind, für meinen Lagerinhalt.
Entscheidend für den Lagerinhalt ist wieviel habe ich rausgenommen und wieviele habe ich wieder ins Lager gelegt.
Der Lagerinhalt an smartphones wäre eine Energieform, der Lagerinhalt des Autos (potentielle energie) und die verkauften, wiederum eine andere Energieform.
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 30. Jan 2019 13:29 Titel: |
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| A.T. hat Folgendes geschrieben: |
Ich habe dir eine einfache Frage gestellt, die man mit einem Wort beantworten kann. Trotz vieler Worte sehe ich keine eindeutige Antwort. |
Die Antwort war mehr als eindeutig, wenn sich aber nicht darum benüht den Kontext zu verstehen, dann trägt man selbst die Schuld, denn es wird weder Arbeit gewonnen, noch ändert sich das Vorzeichen. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 30. Jan 2019 14:21 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: |
Die berechnete Hubarbeit entspricht der Zunahme der potentiellen Energie des System Mensch, die von Umschichtung von anderen Energieformen im System kommt. |
| A.T. hat Folgendes geschrieben: | | Was ist die Zunahme an potentieller Energie nach 10 vollen Liegestützen (jeweils auf und ab)? |
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: |
null, aber was für eine Relevanz hat diese Frage?
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Wenn Null rauskommt, was für eine Relevanz hat der Ansatz über die Hubarbeit für die Fragestellung? |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 30. Jan 2019 14:30 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | ... denn es wird weder Arbeit gewonnen, noch ändert sich das Vorzeichen |
Aus https://de.wikipedia.org/wiki/Arbeit_(Physik)#Definition :
"Arbeit wird in der Mechanik definiert als das Skalarprodukt aus Kraft und Weg"
Welches Vorzeichen hat das Skalarprodukt aus Kraft und Weg, wenn Kraft und Weg entgegengesetzt sind? |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Jan 2019 14:31 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn Null rauskommt, was für eine Relevanz hat der Ansatz über die Hubarbeit für die Fragestellung? |
stimmst du zu das zunächst bei der Aufwärtsbewegung nicht null rauskommt?
Aus welchen Energiereservoir kommt jetzt die Zunahme der potentiellen Energie nach der Aufwärtsbwegung? Die muß ja irgendwo her kommen.
und wo geht die potentielle Energie hin wenn ich wieder absenke, als in welches Reservoir?
Wo kommen die smartphones her die jetzt in mein Auto liegen und wo gehen sie hin wenn sie mein Auto verlassen?
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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