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Berechnung zur Bungeeschaukel
 
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eduard44



Anmeldungsdatum: 25.05.2021
Beiträge: 3

Beitrag eduard44 Verfasst am: 25. Mai 2021 21:53    Titel: Berechnung zur Bungeeschaukel Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,
wir haben die Aufgabe bekommen die Bungeeschaukel zum einen aus energetischer Sicht zu betrachten und sie zum anderen aus der Sicht der Kräfte zu betrachten. Des Weiteren sollen wir eine Beispielrechnung machen in der der ganze Prozess der Bungeeschaukel rechnerisch dargestellt werden soll. Also welche Kräfte wirken, wie weit lenken sich die Bungeeseile aus, wie groß sind die Kräfte usw.. Parameter wie etwa das Gewicht der Person in der Bungeeschaukel sind frei wählbar, sowie die seillänge der Schaukel. Zudem bin ich mir nicht sicher welche Federkonstante ich für die Seile nehmen soll, kann ich diese frei wählen? Mir fehlt der Ansatz zu der ganzen Sache und ich weiß nicht wirklich wie ich ran gehen soll.


Meine Ideen:
Mal angenommen: die Bungeeschaukel hängt in 3 Metern höhe
die Seile der Bungeeschaukel sind ca. 2 Meter lang
in der Schaukel befindet sich ein Kind mit 25 kg Gewicht
und ich lenke die seile um etwa 50 cm aus und lasse die Schaukel
los
Kann ich dann schon irgendwie das ganze ausrechnen und Aussagen dazu treffen welche Kräfte wo wirken und an welchem Punkt welche Energie bzw. welcher Energietyp wirkt.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5406
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 25. Mai 2021 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

Soll sich die Schaukel nur nach oben/unten (in einer Dimension) bewegen?

Gruß
Marco
eduard44



Anmeldungsdatum: 25.05.2021
Beiträge: 3

Beitrag eduard44 Verfasst am: 25. Mai 2021 22:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, nur nach oben und unten.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5406
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 25. Mai 2021 23:23    Titel: Antworten mit Zitat

Du kannst ja einfach mal eine Bungee-Seil-Länge l, eine Federkonstante D annehmen und eine Masse m. Du brauchst dafür ja keine Zahlenwerte zu überlegen.

Welche Kräfte wirken, wenn das Seil lose ist, welche Kräfte, wenn das Seil mehr oder weniger gespannt ist? Um wieviel in Abhängigkeit der Höhe ist das Seil denn gespannt? An welche Bewegungen erinnert Dich das in den beiden Abschnitten bei losem und bei gespanntem Bungee-Seil?

Gruß
Marco
eduard44



Anmeldungsdatum: 25.05.2021
Beiträge: 3

Beitrag eduard44 Verfasst am: 26. Mai 2021 11:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hättest du einen Ansatz für ein Rechenbeispiel, ich weiß nicht wirklich wie ich da ran gehen soll? Danke für den Denkanstoß zur Energie und Kräften.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5406
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 26. Mai 2021 12:07    Titel: Antworten mit Zitat

So lange das Seil lose ist, wirkt auf die Masse nur die Gravitation, es ist also wie ein freier Fall oder senkrechter Wurf nach oben. Oft geht man davon aus, dass ein Bungee-Jumper z. B. auf einer Brücke steht und von dort aus der Ruhe heraus runter springt. Dann wäre es ein freier Fall, so lange er weniger als die Seillänge gefallen ist.
Sobald er an diesem Punkt ankommt hat er eine Geschwindigkeit (aus dem freien Fall) und fängt an, das Bungee-Seil zu spannen (das wir hier als Feder annehmen woll, also Hook'sches Gesetz ist gültig).
Ab hier wäre es dann also ähnlich wie ein Federpendel, also eine harmonische Schwingung. Man muss nur die Randbedingungen entsprechend anpassen: Die Ruhelage/mittlere Position dieser Schwingung wäre ja an dem Punkt, wo sich Federkraft und Gewichtskraft aufheben würden. Du musst also Amplitude, Phase, etc. so bestimmen, dass es zu der Anfangsbedingung passt mit Anfangsgeschwindigkeit (aus dem freien Fall) und auch, dass sich der Bungee-Jumper noch oberhalb dieser Gleichgewichtslage befindet, wenn das Seil sich anfängt zu spannen.
Probier mal, ob Du damit schon was hin bekommst!

Gruß
Marco
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