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Nachricht |
Felix1991
Gast
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 Felix1991 Verfasst am: 02. Jul 2020 14:20 Titel: Klippensprung aus 1000m |
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Meine Frage:
Bei einem Sturz aus 1km Höhe sollte der Aufprall auf einer Wasseroberfläche tödlich enden. Das wissen wir alle. Nun frage ich mich aber schon seit meiner Kindheit, was würde in folgenden Szenarien geschehen?
(Wir gehen davon aus, dass der Springer eine Schwimmweste trägt und 100% senkrecht auf die Wasseroberfläche aufkommt.)
1.) Person Nr. 1 hat sich einen nadelspitzzulaufenden Kreiskegel, dessen Grundfläche den gleichen Umfang besitzt wie ihr Körper (transversal) mit der Spitze nach unten an die Füße gebunden.
Was passiert beim Aufprall?
2.) Person Nr. 2 hält in beiden Händen je ein Maschinengewehr (AK 47 o.ä.) mit dem Lauf senkrecht nach unten. 100m vor dem Aufprall beginnt sie konstant zu schießen.
Was passiert beim Aufprall?
Meine Ideen:
zu 1.) Meine Vermutung: Die Auflagefläche des Kegels ist so minimal, dass die Person widerstandsarm ins Wasser eindringen kann. Sie könnte sich evtl. die Beine brechen, aber weder Hautverletzung noch Tod dürften eintreten.
zu 2.) Meine Vermutung: Die MG verlangsamen aufgrund ihres Rückstoßes den Sturz + die auf die Wasseroberfläche einschlagenden Projektile lösen die Oberflächenspannung des Wassers auf (ähnlich wie / besser als es die automatisch aufsteigenden Luftblasen in Turmspringerbecken). Die Person verstirbt trotzdem. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3398
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| ML Verfasst am: 05. Jul 2020 18:15 Titel: Re: Klippensprung aus 1000m |
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Hallo,
| Felix1991 hat Folgendes geschrieben: |
zu 1.) Meine Vermutung: Die Auflagefläche des Kegels ist so minimal, dass die Person widerstandsarm ins Wasser eindringen kann. Sie könnte sich evtl. die Beine brechen, aber weder Hautverletzung noch Tod dürften eintreten.
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Entweder die Beschleunigung ist groß, dann tut es weh -- oder sie ist klein, dann endet der Bremsvorgang tief im Wasser mit entsprechenden Problemen bezüglich Überdruck.
| Zitat: |
zu 2.) Meine Vermutung: Die MG verlangsamen aufgrund ihres Rückstoßes den Sturz + die auf die Wasseroberfläche einschlagenden Projektile lösen die Oberflächenspannung des Wassers auf (ähnlich wie / besser als es die automatisch aufsteigenden Luftblasen in Turmspringerbecken). Die Person verstirbt trotzdem. |
Du schaust zu viele Filme.
Viele Grüße
Michael |
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Felix1991
Gast
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| Felix1991 Verfasst am: 13. Jul 2020 17:38 Titel: |
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Das habe ich aus keinem Film, sondern mir selbst überlegt. Deine Antwort ist nicht sehr wissenschaftlich. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3398
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| ML Verfasst am: 13. Jul 2020 23:02 Titel: |
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| Felix1991 hat Folgendes geschrieben: | | Deine Antwort ist nicht sehr wissenschaftlich. |
Die Frage auch nicht. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 14. Jul 2020 10:06 Titel: |
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Damit Du nicht total frustriert bist, versuche ich einen "wissenschaftlichen"Ansatz zu 2):
Springer
Masse m_s = 75 kg
Querschnitt A = 0,15 m^2
Endgeschwindigkeit v_s
Luftwiderstandsbeiwert c_w = 0.78
Dichte Luft rho = 1,2 kg/m^3
Gewehr
Masse Kugel m_k = 0,01 kg
Austrittsgeschwindigkeit v_0 = 710 m/s
Kadenz k = 600 Schuss/min = 10 Schuss/s
Endgeschwindigkeit (unterstellt nach 1.000 m erreicht) , die der Springer unter Berücksichtigung von Luftwiderstand und Rücksstosskraft durch das Gewehrfeuer erreicht. Es wird vernachlässigt, dass die Masse des Systems Springer/Gewehr geringer wird.
 }{A\cdot \varrho \cdot c_w} })
Bei dieser Auftreffgeschwindigkeit wird der Springer nicht überleben.
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 14. Jul 2020 14:44, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2020 13:01 Titel: |
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Für die Idee a) sieht es dafür schon besser aus. Wenn es nicht unbedingt ein Kegel sein muss, kann man die Form auch so optimieren, dass erst der Sprung sanft abgefangen und dann so weit verzögert wird, dass der Springer exakt an der Wasseroberfläche zum Stillstand kommt.
Viele Grüße,
Nils |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3398
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| ML Verfasst am: 14. Jul 2020 21:04 Titel: |
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Hallo Nils,
| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | Für die Idee a) sieht es dafür schon besser aus. Wenn es nicht unbedingt ein Kegel sein muss, kann man die Form auch so optimieren, dass erst der Sprung sanft abgefangen und dann so weit verzögert wird, dass der Springer exakt an der Wasseroberfläche zum Stillstand kommt.
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wie lang soll der Bremsweg denn werden? Vielleicht ist "sanft" ja so viel, wie ein Auto bei einer Gefahrenbremung schafft. Die Faustformel liefert für eine Geschwindigkeit von 240 km/h folgenden Bremsweg:
Das wird ein langer Kegel oder Spieß, den man dann am Bein tragen muss. Da wären doch 1000 m lange Stelzen besser. Damit läuft es sich zwar ein wenig wackelig, aber es ruckt nicht so beim Aufprall 
Viele Grüße
Michael |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2020 22:15 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Das wird ein langer Kegel oder Spieß, den man dann am Bein tragen muss. |
Hmmm, ja das stimmt. Gut, dann machen wir die Landung halt nicht sanft, sondern "sportlich". Ich denke schon, dass man die Spieße dann auf so 50 m verkürzen kann.
Eines ist jedenfalls klar, sollte das wirklich mal jemand ausprobieren, wird das Spektakel bestimmt von Red Bull gesponsert. 
- Nils |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 15. Jul 2020 10:48 Titel: |
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In dem nachstehenden clip wird ein freier Fall auf Wasser mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 245 km/h experimentell mit einem Dummy gezeigt:
https://www.prosieben.de/tv/galileo/videos/2012252-extrem-wasserexperimente-clip
Das kommt der Aufgabenstellung einigermassen nahe.
In diesem Experiment beträgt die Bremszeit t_b = 0,05 s d.h die Bremsverzögerung beträgt a = 1.361 m/s^2, ca. 140 g.
Die Kraft auf den Springer mit einer Masse von 75 kg beträgt folglich
F = 102.000 N.
Das wird, wie das Experiment zeigt, den Springer völlig zerlegen. Da hilft auch kein vertikales Eintauchen mit stromlinienförmiger Verkleidung.
M.E. ist nun die Aufgabe von Felix1991 hinreichend beantwortet. |
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Felix Hänisch
Anmeldungsdatum: 13.07.2020
Beiträge: 4
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| Felix Hänisch Verfasst am: 15. Jul 2020 17:58 Titel: |
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Ich danke für die Aufklärung (auch wenn ich es ein bisschen übel nehme, dass ich mir 15min Galileo geben musste. Ich wusste ja die Sendung was für im Koppe Kind gebliene ist, aber dass sie so unterirdisch war, ist mir nicht bewusst gewesen. Die wiederholen ja wirklich aller paar Sekunden das, was sie da machen - wie in der Sonderschule. Beste Stelle war: ,,Quelle: Myvideo''.) |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 15. Jul 2020 18:44 Titel: |
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| Felix Hänisch hat Folgendes geschrieben: | | Ich danke für die Aufklärung (auch wenn ich es ein bisschen übel nehme, dass ich mir 15min Galileo geben musste. Ich wusste ja die Sendung was für im Koppe Kind gebliene ist, aber dass sie so unterirdisch war, ist mir nicht bewusst gewesen. Die wiederholen ja wirklich aller paar Sekunden das, was sie da machen - wie in der Sonderschule. Beste Stelle war: ,,Quelle: Myvideo''.) |
Du wolltest doch eine Lösung? Da muss man etwas mitarbeiten. Übrigens man kann vorspulen. |
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