Physik Forum

[mickeymaus1806]

Hallöchen habe folgende Aufgabe:

Ein Junge(m=70kg) springt von einer 2m hohen Mauer herunter. Er kommt auf dem Boden auf und sein Bremsweg beträgt 0,5m.

Welche Kraft müssen die Knie aufnehmen.



Ich hab es so gerechnet bin mir aber nicht sicher:

Die Kraft auf die Knie setzt sich zusammen aus Gewichtskraft und der Kraft die aus der Verzögerung multipliziert mit seiner Masse resultiert.

somit ergibt sich für den Bremsweg:

0,5m= v*t - 0,5*a*t^2

und für die Zeit ergibt sich:

v*t=a

ich komme damit auf eine Brems Verzögerung von a=v^2, wobei v die Geschwindigkeit aus dem freien fall beim auftreffen auf die mauer ist.

somit ergibt sich die Kraft zu.

F= m*(9,81 m/s^2 +a)

stimmt das alles?

Gruß
Danke für die Hilfe.

[Phytek]

Hm,ich weiß nicht. Was ist denn bei dir a? Die Strecke oder eine Beschleunigung? Weil unten kommt das a nochmal in der Formel vor, wo es ja eine Beschleunigung sein muß.

Ich versuch es mal zu erklären:

Der Junge kommt unten mit einer bestimmten Geschwindigkeit an. Du mußt also die Aufprallgeschwindigkeit ausrechnen. v²=2gx
g=9,81m/s², x=strecke

So jetzt hast du die Aufprallgeschwindigkeit. Dann wird der Junge ja abgebremst bis er stehen bleibt. Dieser Bremsweg ist 0,5 m lang.Du mußt jetzt also ausrechnen, wie der Junge beschleunigt wird damit der in 0,5m von der Aufprallgeschwindigkeit auf 0m/s abgebremst wird. Wieder mit deer Formel v²=2ax, wobei v = die Aufprallgeschwindigkeit, und x=0,5m sind. a=beschleunigung willst du ja ausrechnen.

Jetzt kannst du Kraft ausrechnen, die auf den Jungen wirken muß. wobei du bedenken mußt, daß die resultierende Kraft die Beschleunigung bewirken muß. Es wirkt ja schon die Gravitationskraft nach unten. Die Kraft die also nach oben wirkt, muß dann natürlich größer sein. Also Fges=F-Fg , wobei Fges, die resultierende Kraft ist, die nach oben wirkt und Fg=Gravitationskraft oder wie du schon richtig erkannt hast. Wie du schon richtig erkannt hast, wirkt die natürlich auch auf den Knien, weil die ja so groß ist wie das Gewicht.

Also wir haben Fges=F-Fg, Fges soll den Jungen abbremsen.Also Fges=m*a. a=die Beschleunigung, die du vorher ausgerechntet hast.
Fg=m*g
F= die Kraft, die auf die Knie wirkt beim Aufprall.




Iich hab jetzt einfach mal die Vorzeichen zur Vereinfachung weggelassen, sonst würden die Formeln ein bißchen anders aussehen. Aber es würde das gleiche Ergebnis rauskommen.

[Phytek]

Huups, ich hab die Aufgabe wohl falsch verstanden. Ich dachte, der Junge wird beim Aufprall abgebremst. Ist das überhaupt so gemeint?

[mickeymaus]

ne ich hab die aufgabe auch so verstanden.

ich hab rausbekommen, dass das a(die Beschleunigung) a=v² ergibt und wenn man in deine Formel v²=2ax für x 0,5 einsetzt kommt dass ja auch raus.

für die Kraft auf die Knie hab ich dann auch F= m (a+g) rausgekriegt.

Ich find die Aufgabe auch ziemlich schlecht formuliert. Die stammt aus einer Klassenarbeit von meiner Schwester (Kl. 10 Realschule).

Dank dir für deine Hilfe