Schlag mit einem Baseballschläger verglichen zur Hand
Wenn man jetzt ungeachtet der reibung horizontal auf etwas einschlägt, einmal mit der faust, ein weiteres mal mit einem baseballschläger, wobei wäre die kraft, die auf das "opfer" wirkt, dann größer? ich würde schätzen, dass beides aufs gleiche käme. wenn ich mit dieser annahme richtig läge, wieso würde ich dann lieber der ersten variante zum opfer fallen?
gruß, japf
3 Antworten
Der Schläger hat eine hohe Masse und eine hohe Geschwindigkeit (dadurch, dass wenn Du einen Bogen schlägst, sich der "äußerste Punkt" innerhalb des gleichen Zeitintervalls weiter bewegt, als der Punkt, an dem Deine Hand angreift). Die kinetische Energie, die in einem Objekt gespeichert ist, ist (eigentlich nur bei Punktmassen, aber das lassen wir hier mal außer Acht) ein Produkt aus Masse und dem Quadrat der Geschwindigkeit.
Außerdem ist ein Baseballschläger härter, als eine Hand. Die kinetische Energie geht innerhalb eines kürzeren Zeitintervalls über. Dadurch ist die Beschleunigung und somit auch die Kraft, erheblich größer. (Wären Schläger und getroffenes Objekt vollkommen starre Körper, wäre die Kraft theoretisch unendlich groß. Das ist natürlich nur ein Grenzfall und gibt es in der Realität nicht.)
aber wenn man den schläger als eine hölzerne verlängerung meines armes sieht, dann wird doch die geschwindigkeit geringer?
Nein, weil es prinzipiell wie eine "Übersetzung" ist. Du musst mehr Kraft aufwenden, aber bekommst eine höhere Geschwindigkeit (und damit kinetische Energie) heraus.
Vergleich: Wenn Du auf dem Fahrrad in einem höheren Gang fährst, musst Du kräftiger in die Pedale treten (evtl. Dich mit Deinem gesamten Gewicht "hinein werfen"), aber Du kommst (in der Regel) auch auf eine höhere Endgeschwindigkeit. Wenn Du nun mit dem Fahrrad wo gegen fahren würdest, wäre die Energie, die beim Aufprall frei wird, höher. Das Fahrrad wäre stärker beschädigt und Du wärst schwerer verletzt.
ja genau, aber wie du sagst müsste ich ja auch eine höhere kraft aufwenden, und wenn ich eine höhere kraft aufwende, dann kann natürlich auch mehr an meinem ziel ankommen. wenn ich aber in beiden szenarien gleichviel kraft aufwende, dann kann doch garnicht mehr kraft bei meinem opfer ankommen?
oder über die energieschiene, wenn ich in beiden szenarien gleichviel energie in kinetische energie umwandle, und diese dann beim aufprall komplett in deformationsenergie überginge, dann muss das doch in beiden fällen gleich sein?
ja genau, aber wie du sagst müsste ich ja auch eine höhere kraft aufwenden, und wenn ich eine höhere kraft aufwende, dann kann natürlich auch mehr an meinem ziel ankommen.
Nein, Arbeit ist Kraft mal Weg und bei einer Übersetzung (Getriebe) geht die Kraft um den selben Faktor nach oben, wie der Weg nach unten geht. Die Arbeit ist (im Idealfall) gleich, die Kraft niht.
wenn ich in beiden szenarien gleichviel energie in kinetische energie umwandle, und diese dann beim aufprall komplett in deformationsenergie überginge
Deine Hand ist aber "elastischer" als ein Baseballschläger und es wird mehr Energie in "temporäre Verformung" (und letztlich in Wärme) übergehen. Für die idealisierten Spezialfälle siehe "vollkommen elastischer Stoß" (Energie- und Impulserhaltung), sowie "vollkommen unelastischer Stoß" (keine Energieerhaltung, nur Impulserhaltung).
okay, jetzt habe ich mehr oder weniger verstanden, was du meinst. könntest du mir ein kurzes, formales beispiel machen?
Zuerst liegt der Unterschied im material. Ich schätze (keine eigenen Erfahrungen) dass ein Schläger aus hartem Holz oder gar Metall mehr schmerzt als von weicher Haut umhüllter Knochen. Zudem muss man die physikalischen Kräfte bedenken, denn soweit ich weiß hast du ja beim Schläger noch so etwas wie einen Hebel, also du kannst besser beschleunigen.
Was du mit den Infos machst will ich nicht wissen, je weniger ich weißm desto besser..:D
Die eingesetzte Energie zum Schlag ist weitgehend (neben der Form) verantwortlich für die Größe der Körperverletzung. Und diese kinetische Energie ist gleich m/2 mal v^2 (halbe Masse mal Geschwindigkeit im Quadrat). Mit dem Baseballschläger setze ich nicht nur eine weitaus größere Masse in Bewegung. Ich verleihe über die Hebelwirkung dem äußeren Ende des Schlägers auch eine Geschwindigkeit, die ich mit der Faust nie erreichen könnte. Hinzu kommt noch, dass der Baseballschläger viel härter und kantiger ist als die Faust des zuschlagenden Menschen, die dabei auch noch vor Eigenverletzungen geschützt bleibt. Der kann also ganz hemmungslos zuschlagen.
die größere masse ist ja klar, aber wenn man den schläger als eine hölzerne verlängerung meines armes sieht, dann wird doch die geschwindigkeit geringer? ich selbst müsste doch dann folglich auch mehr kraft aufwenden, um das opfer kräftiger zu treffen? ist es also einfach nur so, dass der schläger es ermöglicht mehr kraft aus meinem körper rauszuholen?