Hantel prallt auf Wand -> welche Kraft?

Chili · Anmeldungsdatum: 21.01.2007 Beiträge: 5

Hi Leute,

ich bin gerade am Verzweifeln an meiner Physikschwäche ^^ ...

Die Frage lautet:
Was für eine Geschwindigkeit muss ein Körper mit einer bekannten
masse haben, um eine konkrete Kraft zu erreichen ?

Nur mal ein Beispiel:

Eine 5 Kg Hantel soll mit einer Kraft (Energie ?), die genau der Kraft (Energie ? ^^ ) entspricht, die bei Menschen in
Achterbahnen zum Tod führt (14 G... was immer es auch damit auf sich hat...), auf eine Wand aufprallen.

Normalerweise würd' ich F=ma verwenden und entsprechend umformen.
Das dumme ist nur, dass in diesem Gedankenexperiemt t fehlt und
dieser Weg folglich zu nichts führt... vielleicht könnte man diesen
Harken irgendwie überwinden indem man E=mc² mit der bekannten
Größe F verbindet, um letztendlich doch irgendwie v herauszumekommen =/ ...
Lasst euch aber nicht von meinen wirren Gedanken verwirren, ich
hab' da eh keinen Plan, ich studier Kunst, nicht Physik ;> ...

HELP, ich bin zu doof dafür ! =( ...

[Bitte wähle einen Titel, der beschreibt, um was es inhaltlich geht. Ich habe den Titel "Verzweifelter Kunststudent =/" geändert. Schönen Gruß, dermarkus]

speedy81 · Anmeldungsdatum: 18.10.2006 Beiträge: 27

Wenn du das Hantelbeispiel nimmst haste du ja eine Beschleunigung welche ja der 14fachen Erdbeschleunigung entspricht.

a = 14*G
G = 9,81 m/s^2

F = 5kg * 14* 9,81m/s^2

F = 686,7 N

dachdecker2

Die Aufgabe enthält nicht genug Angaben - Um die Beschleunigung berechnen zu können, muss dir neben der Geschwindigkeitsänderung (Anfangsgeschwindigkeit -> Endgeschwindigkeit) auch eine entsprechende Zeit oder ein entsprechender Weg gegeben sein, um die Beschleunigung berechnen zu können.

Wo steht eigentlich, dass 14 G zum Tod führen? Es soll einen Menschen geben, der eine Beschleunigung von 80 G ohne Langzeitschäden überlebt hat (Es geibt deswegen genau einen, weil das sonst niemand ausprobiert hat Augenzwinkern

).

Chili · Anmeldungsdatum: 21.01.2007 Beiträge: 5

Erst mal tausend Dank für die Beteiligung ! Big Laugh

So war das nicht ganz gemeint ^^ ...

Wenn ein Mensch bei 14 G in der Achterbahn über den Jordan geht,
dann heißt das doch, dass der menschliche Körper diese
pure Kraft nicht erträgt:

Achterbahnsituation:
F = m * a
F = 78 Kg * 14 * g = 10712,52 N

(78 Kg = Durchschnittsgewicht eines erwachsenen Menschen)

Davon ausgehend stellt sich die Frage, mit welcher Geschwindigkeit
eine 5 Kg Hantel auf eine Wand aufprallen muss, damit diese
Kraft, 10712,52 N, wirkt. O.o'' ...

Chili · Anmeldungsdatum: 21.01.2007 Beiträge: 5

dachdecker2

Chili · Anmeldungsdatum: 21.01.2007 Beiträge: 5

Aaaah, so ein Mist, aber auch ^^ ...

okay, Plan B:

Anscheinend geht's wirklich nicht ohne eine weitere Festlegung.
Echt schade, es wär' so schön griffig und allgemein gewesen, wenn
man die Geschwindigkeit lediglich mit der Masse und der zu erreichenden
Kraft F, 10712,52 N, hätte bestimmen können. :D

Wie sähe es denn bei einer Flugstrecke/Entfernung von 10 Metern aus ?

Ich hab' gerad' mal etwas herumgerechnet. Die Formeln, die dabei
rauskamen waren:

t = 1/(ms/F)²=0.0685318635 s

so, und DAMIT hat man alles, um nach der Formel hier:

v=tF/m

die Geschwindigkeit für ein Objekt herauszufinden, bei der es bei einer
Flugstrecke von 10 m von der Wand entfernt, mit 10712.52 N aufkommen würde ^^ ...

Zum Beispiel für die 5 kg-Hantel:
146.37 km/h

stimmt's ? stimmt's ? stimmt's ? :D

Entschuldigung, falls ich dir mit meinen abstrusen Gedanken Kopfschmerzen bereite, es ist für einen guten Zweck :> ...

dachdecker2

In Richtung Wand ändert sich die Geschwindigkeit (unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes) nicht. Ich nehme mal an, dass die Wände bei dir auch senkrecht stehen Augenzwinkern

. Die Hantel beschleunigt nur in Richtung unten "von selbst".

Wie kommst du eigentlich zu der ersten Formel? Ich kann die gerade nicht nachvollziehen.

Chili · Anmeldungsdatum: 21.01.2007 Beiträge: 5

Da hab' ich in F=ma A=v/t eingesetzt und darin wiederum für v=s/t und nach t aufgelöst...

das ist zwar schön und gut, damit bekommt man auch einige brauchbare Werte raus. Somit wäre eine 5 Kg Hantel, die mit 41 km/h auf einen fliegt (Rumpftreffer) schon das Ticket zum Sensenmann.
Das ist ja alles noch ganz glaubhaft.
Das Dumme ist nur, dass nach diesem Formelspielchen ein Auto (ca. 1 tonne),
welches auf einen zufährt, bei 0,2 km/h bereits tödlich wär' Hammer

...

vielleicht ist das alles käse, und ich sollte lieber eine handfeste Statistik
zu Autos und Aufprall herbeiziehen und entsprechend für kleinere
Gewichte umrechnen =/ *ratlos ist* ...

dachdecker2

Beschleunigungen an sich müssen (wenn sie auf den gesamten Köper wirken (Daher die "Wasseranzüge" bei heutigen Jet-Piloten)) schon enorm groß sein, damit sie bedrohlich sind. Problematisch ist es, wenn nicht der gesamte Körper beschleunigt wird - stell dir vor, du greifst nach einem Auto in voller Fahrt und deine Hand schafft es, sich daran festzuhalten ... anderes Beispiel - du läufst, und der Laternenmast springt nicht in letzter Minute zur Seite ...

Je Kleiner die "Trefferfläche" ist, desto höher wird der Schaden auch bei kleinen Geschwindigkeiten ausfallen.