Physik Forum

[lentschgal]

Hallo,
ich habe eine Frage:
Ich habe ein Video indem eine Person sich in einem Rad bewegt. Nun habe ich den Körperschwerpunkt von der Person und will dessen Verlauf anzeigen. Nun will ich mich versichern, dass ich es richtig gemacht habe...
Also ich habe x und y koordinate von dem gesamten KSP gerechnet und von pixel in cm umgewandelt. Danach habe ich die X Koordinate vom KSP genommen und sie durch die Zeit (sec) dividiert um auf die Geschwindigkeit zu kommen. weiter zu Ekin=(1/2)*m*v^2 und Epot=m*g*delta_y_KSP

(detla_y_KSP = Wegveränderung zwischen zwei Bildern in cm)

Die Summe von Ekin und Epot habe ich mithilfe von Exel in einer Grafik dargestellt...

Ich bin leider kein Genie aber ich habe das gefühl dass wenn ich die gesamte aufgewendete Energie ausdrücken will auch das Rad berücksichtigen muss... oder?? und wenn ja wie??

mach ich das mit dem Steinersatz J=J_s+ r^2∙m - aber wie komme ich auf die Massenträgheitsmomente???

bitte bitte um Hilfe!!

Ich glaube, dass ich einen Fehler habe, wenn ich nur die x Koordinate des KSP über die Zeit nehme, da ich dann nur die horizontale Geschwindigkeit habe... oder?

DANKE und lg

[Fritz]

Hallo

Also prinzipiell muss man schon die Gesamtenergie aller Körper nehmen:

Wenn der Mensch sich innerhalb des Rades nicht bewegen würde könnte man sie (mit dem Satz von Steiner) zu einem gemeinsamen Körper zusammenfassen, das wird aber wohl nicht der Fall sein.

Wenn das Rad vollkommen kreissymmetrisch ist und der Untergrund horizontal, kann man seine potentielle Energie vernachlässigen. (Wenn man das Rad alleine hinstellt rollt es nicht davon, oder?)

Das Rad hat also eine eigene kinetische Energie, die sich aus seiner (horizontalen) Geschwindigkeit ergibt.

Der Mensch im Rad hat nun eine horizontale und vertikale Geschwindigkeit, die zusammen seine kinetische Energie ergeben, außerdem hat er eine potentielle Energie, die sich aus seiner vertikalen Position ergibt.

ABER: Der Mensch hat auch in seinem Körper (chemisch bzw. biologisch) Energie gespeichert, die er über seine Muskeln in mechanische Arbeit umsetzen kann!

Man denke nur an folgenden Fall: Das Rad steht, der Mensch steht aufrecht am untersten Punkt des Rades und springt nun nach oben. Plötzlich hat der Mensch und damit das Gesamtsystem also kinetische Energie!

Man muss also die vom Menschen eingebrachte Energie mit in die Energieerhaltungsgleichung hinein nehmen.

Man kann also aus den Daten des Videos errechnen welche Energie (bzw. Kraft) der Mensch zu jedem Zeitpunkt ins System eingebracht hat.

Was genau du eigentlich ausrechnen willst hast du uns ja noch nicht verraten.


Außerdem muss man bei der Umrechnung von Pixel auf Koordinaten streng genommen noch die Abbildungsfehler der Kamera und die Perspektive berücksichtigen.

mfg Fritz

[lentschgal]

hallo und Danke für die Antwort,

wegen dem Steinersatz: ich denke man könnte den schon ausrechnen, da ich ja auf jedem Bild eine statische Situation habe... über eine Kurve der daten kann ich dann die Bewegung darstellen... oder???

ja, das rad is kreissymmetrisch und der Unergrund ist horizontal - Verzerrungen von der Kamera und andere Faktoren werden für dieses Projekt bei seite gelassen (da die gleichen faktoren für jeden Veruch gelten und ich das vorher schon in meiner Arbeit angemerkt habe)

"Man kann also aus den Daten des Videos errechnen welche Energie (bzw. Kraft) der Mensch zu jedem Zeitpunkt ins System eingebracht hat.
Was genau du eigentlich ausrechnen willst hast du uns ja noch nicht verraten. "

-> ich denke die Energie (Kraft) des Turners habe ich berechnet...

naja, im grunde will ich beweisen, dass eine Übung weniger energieaufwendig ist für den Turner als eine andere... damit ich das schaffe, wollte ich die Energiekurven vergleichen... und dann hoffentlich über mehrere Probanden dann ein signifikantes Ergebnis raus bekommen
kurz ich brauche eigentlich den Energieverlauf der Person über die Zeit (was ich ja habe) - nur stimmt das??

[Fritz]

[lentschgal]

okay, danke - das hilft schon mal weiter.

noch nicht ganz folgen kann ich für was ich die genannten 4 Punkte brauche und was ich damit dann anfange. (drei dieser vier punkte wären ja auch schon in meiner Energiekurve indirekt repräsentiert)

Die Drehrate des Menschen um den Schwerpunkt verstehe ich nicht... Er macht genau 360° um die Achse. (er ist an einem achsenfernen punkt des Rades, welches eine Umdrehung macht)
Wieso ist das wichtig??

[i]"Unter Umständen ist es gar nicht notwendig wirklich den gesamten Vorgang zu analysieren. Wenn das Ergebnis der beiden Übungen das gleiche (oder zumindest ähnlich ist) muss man nur Anfangs und Endzustand vergleichen."[/i]

das ist leider min Problem!! - allerdeings sind Anfangs und Endposition beider Übungengenau die selben - nur die Übung ist eine Andere...

(falls interesse besteht: Ich will herausfinden, ob eine vorwärtsrotation um die Spreizsprosse mehr Energieaufwand erfordert als eine rückwärtsrotation - hier ein Bild zur besseren Vorstellung: http://www.rhoenradbau.de/assets/images/Rhoenrad.gif )

[Fritz]

[lentschgal]

Hallo,
also DANKE für die Tipps, die habe ich gut gebrauchen können.
Ich habe nun mich mit meinem Ergebnis begnügt (hoch lebe der minimalismus )

Ich habe wie vorher schon erwähnt eine Energie-Zeit kurve mit meinen Ergebnissen gemacht.
Was ich nun gemacht habe ist, mit der summierten Simonschen Regel die Fläche unter meinem Graphen eruiert und somit einen tollen unterschied feststellen können!

ich bin mir noch in einer letzten Frage unsicher...

Wenn ich Energie über die Zeit in einem Diagramm darstelle, ist es dann Wirkung oder Leistung???

und kann ich über den Umweg der Leistung auch auf Arbeit schließen??

(Das hab ich nämlich gemacht... aber stimmts?? )

Vielen lieben DANK!!!!

[Fritz]