Frage zu Kraft beim Abbremsen (Kraftstoß)

Christoph · Gast

Ich hab mal ne allgemeine Frage. Und zwar, eine Kraft F ist ja immer gleich einer Masse mal der Beschleunigung. Z.b. würde ich dann mit einer Kraft von ca 800N auf den Boden Drücken. Wass aber wäre wenn ich jetzt mal hochspringe? Wenn ich dann wieder auf dem Boden Landen würde Müste die Kraft dann ja Größer sein??! Wie kann man das Berechnen? Wäre super wenn einer was dazu schreiben Könnte!

Danke Chriss

Sciencefreak · Anmeldungsdatum: 30.11.2004 Beiträge: 137 Wohnort: Gemeinde Schwielosee

Die Kraft die du wenn du auf dem Boden aufkommst auf den Boden wirkt, ist wahrscheinlich sehr viel größer, wenn man davon ausgehen würde, dass sich der Boden und deine Schuhsohlen nicht verformen würde und dein Körper auch eine starre Lage beibehalten würde, dann wäre die Kraft unendlich groß
Die Energie die du in Form von kinetischer Energie hast wird dann halt in Wärme umgewandelt oder zur elastischen Verformung genutzt. Also lässt sich das Ganze sehr schlecht berechnen und wenn halt keine Verformung und keine Umwandlung in Wärme auftritt dann gilt ja weiterhin E=F*s und da E größer 0 ist, da du dich bewegst und s 0 sein müsste wenn sich nichts verformt, muss daraus folgen, dass F unendlich groß ist.

Christoph · Gast

Hmmm, warum Wäre die Kraft unendlich groß? Gibt es keine Möglichkeit so etwas zu rechnen?? Es geht jetzt nicht speziell um mein Beispiel.meinetwegen auch ein stein der auf dem Boden fällt, oder so. Wie siehts aus mit dem Impulssatz? Aber das ist ja auch irgendwie wieder was anderes. Oder? Is ja keine Kraft....

Nikolas

Der Freak geht über das Newton Axiom F=m*a. Wenn er unendlich schnell abgebremst werden will, braucht er dafür eine dementsprechend große Kraft.

So ganz versteh ich deine Frage leider nicht. Kannst du vielleicht noch mal genau formulieren, was du wissen willst?

Christoph · Gast

Meine Überlegung war, ein gegenstand der einfach auf dem Boden steht, wirkt ja mit einer gewissen Kraft auf diesen Boden. Wenn ich diesen Gegenstand nun anhebe und Fallen lasse müsste die Kraft doch größer werden. Wie wenn ich auf ner Waage in die Höhe hopse... . Das müsste man doch irgendwie so berechnen können, das da am Ende als einheit Newton rauskommt. Oder geht das garnicht?

Sciencefreak · Anmeldungsdatum: 30.11.2004 Beiträge: 137 Wohnort: Gemeinde Schwielosee

Wie von mir und Toxman schon angedeutet, müsstet du dafür die elastische Verformung des Untergrundes ausrechnen. Ohne diese ist die Kraft halt unendlich Newton groß

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Chrisstoph · Gast

Also versteh ich das richtig? Da so eine Verformung in der Regel recht gering ist, ist die wirkende Kraft immer sehr Groß?! Wie könnte man diese Vervormung berechnen? und wenn ich diese Vervormung messen Könnte, wie könnte man dann weiter machen um ein brauchbares Ergebniss zu bekommen??? Vieleicht habt ihr ein paar Stichwörter unter denen ich in meinem Physikbuch suchen Könnte?! Vielen Dank für die vielen Antworten
Gruß Chriss

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Vernachlässigen wir mal den Stoß zwischen dem Gegenstand und der Erde, so muss die kinetische Energie des Köroers in Form von Arbeit abgegeben werden. Arbeit ist generell definiert als Kraft mal Weg ...

... selbst wenn du den Weg der Verformung messen könntest, wäre es dennoch schwierig zu sagen, wie es sich mit der Kraft verhält. Sie könnte z.B. entweder konstant sein, oder (wie bei einer Feder) mit zunehmender Stauchung zunehmen.

Verhält sich die Kraft noch anders, lässt sich die Arbeit nur noch so definieren:

Alles in allem ist es also ein ziemlich schwieriges Unterfangen, da eine konkrete Kraft zu bestimmen. - Es gibt einfach zu viele unbekannte Parameter. Generell lässt sich aber sagen, dass die Kraft umso größer ist, je kürzer die "Knautschzone" - das gleiche gilt ja auch bei Autos.

// edit: Ich glaube nicht, dass du dazu viel in einem Schul-Physikbuch finden wirst, aber evt. hast du eine Chance, wenn mal Knautschzonen bei Autos angesprochen werden. Ansonsten natürlich noch allgemein: Arbeit, kinetische Energie, Kraftstoß.

Nikolas

Also: Laut F=m*a brauchst du die Beschleunigung, die auf einen Körper mit bekannter Masse wirkt, um herrauszufinden, welche Kraft auf in wirkt und andersrum. Wenn du deinen Körper hochwirfst, schlägt er mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf.
Ein Beispiel: Er war mit 10m/s unterwegs und ist 10kg schwer.
-> er wird wenig deformiert und wird in einer zehntel Sekunde auf 0m/s runtergebremst. Dass entspricht einer Beschleunigung von 100m/s² und einer Kraft von 100m/s²*10kg=1kN
-> Wenn er aber extrem hart ist, wird er schneller abgebremst, also vielleicht in 1/50 sec. Die Kraft wird jetzt viel größer sein.
Da du die Werte für die Bremsdauer nicht hast, wirst du auch nicht berechnen können, wie groß die Kraft ist, die von der Erde auf ihn ausgeübt wird.
Was du aber nachlesen könntest, wäre der Impulserhaltungssatz, auf den wirst du bei solchen Überlegungen häufiger stoßen.

Diese Verformungen zu berechnen ist sehr schwer bis nicht möglich. Mehr als eine Modellvorstellung dazu kann niemand liefern.

Hast du denn ein konkretes Problem, das du damit lösen willst? Vielleicht hast du nur einen falschen Ansatz.

Christoph · Gast

Ne, hab kein konkretes Problem, war nur so ne sache die meiner kranken Fantasie entsprungen ist und ich mich schon öfters mal gerfragt habe. Aber so wie Toxman das erklärt hat find ich das jetzt auch logisch. Aber wie genau ist das den dann mit dem Impuls? Hab sogar schon mal damit gerechnet, weiß aber leider garnicht sogenau wo der Unterschied zwichen nem Impuls und ner Kraft ist??? Müssen sich ja irgendwie proportional verhalten...oder? Ist ein Impuls eine Kraft die nur eine Geringe Zeit überdauert?? kann man das so sehen?? Oder Lieg ich völlig daneben?
So viele Fragen....

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Der Impuls ist eine vektorielle Zustandsgröße eine Körpers. Er ist gegeben durch das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit.

Solange keine äußeren Kräfte wirken, ist der Gesamtimpuls (die Summe aller Teilimpulse) konstant.

Wirkt jetzt aber eine Kraft auf den Körper, so spricht man von einem Kraftstoß. Ist die Kraft konstant, ergibt sich dieser aus dem Produkt von Kraft und Zeit:

Oder, wenn die kraft nicht konstant ist allgemein aus der Fläche unter der Kurve.

Der Kraftstoß bewirkt dabei eine Impulsänderung.

Der Impuls kommt immer dann zum Einsatz, wenn "herkömmliche" Mittel zur Beschreibung von Vorgängen (Bewegunsgleichungen, EES) nicht mehr ausreichen. Prädestiniert sind dabei z.B. Stöße.

Chrstoph · Gast

was meinst du mit summe aller "Teilimpulse"? Wenn ich das also richtig verstanden habe, dann ist der Impuls ja eine Kraft multipliziert mit der auftreffzeit! S bedeutet bei dir doch auch Impuls oder? Irgendwie muß man den Impuls doch mit ner Kraft vergleichen können. Ich meine vom zahlenwert her. Sonst kann man ja mit dem Ergebnis ja nix anfangen! Aber dann könte man ja den Impuls wieder durch die auftreffzeit Dividieren und würde dann wieder ne Kraft Erhalten.... . Ich glaube ich bin schon zu müde für solch Überlegungen. naja, ich lass mir das morgen noch mal in ruhe durch den Kopf gehen. Vielen Dank für eure Unterstützung.
Gruß Chriss

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Jedes Objekt im System hat einen Impulsvektor

. Diese Impulse vektoriell(!) addiert ergeben bei einem abgeschlossenen System ohne angreifende äußere Kräfte immer einen Konstanten Betrag.

Jetzt musst du den Unterschied zwischen Impuls und Kraftstoß verstehen. Stark vereinfacht gesagt ist das so ähnlich wie Energie und Arbeit (nicht hauen) - der Impuls ist eine Eigenschaft, die ein Objekt hat, der Kraftstoß hingegen bewirkt eine Impulsänderung.
Beispiel: zwei Leute auf Rollschuhen stehen sich gegenüber. Einer schiebt sich dabei mit einer Kraft eine bestimmte Zeit ab. Dann wirkt auf einen die Kraft F1, und auf den anderen -F1 (actio=reactio, und da der Winkel zwischen den wirkenden Kräften 180° ist, kann man die Vektoren hier vereinfacht betrachten). Also ist der Kraftstoß und damit die Impulsänderung jeweils F1*t und -F1*t. Insgesamt bleibt der Impuls also konstant.

Damit man Impuls und Kraftstoß addieren kann, müssen natürlich die Einheiten übereinstimmen - und das Klappt tatsächlich:

Impuls:

Kraftstoß: