Frage von saidJ, 247

wie kann man berechnen wieviel g auf dem menschlichen körper wirken?

angenommen man fährt mit 50 kmh und kracht frontal in eine mauer und ist somit von 50 auf 0 .
wie berechnet man wieviel g auf den menschlichen körper wirkt ?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von ngdplogistik, 50

Kraft pro Masse

s=1/2at² bzw. v=at

Der Betrag der Beschleunigung bei einem Körper, der auf der Strecke (s) von der Geschwindigkeit (v) bis auf Null abbremst ( Verzögerung)

Beispiel:

Ein Auto fährt mit 30km/h gegen eine feste Mauer., wobei die Knautschzone um 50 cm gestaucht wird.

Die Kraft beträgt 7g

Bei 50 km/h fast 20 g

Auch nachzulesen im Wikipedia inklusive des Drucks auf den menschlichen Körper innerhalb der Anzugsgeschwindigkeit.

Liebe Grüße

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 52

Wäre das Auto vollkommen starr, wäre die Bremszeit und Bremsweg = 0 und damit die Beschleunigung a  unendlich.

Null und unendlich gibt es aber nicht in der Realität.

Sobald die Vorderkante des Autos die Wand berührt, wird der Schwerpunkt des Autos dadurch abgebremst, dass sich das Auto vor dem Schwerpunkt verformt (Knautschzone).

Dann nehem wir einfach mal an, der Fahrer würde auf Höhe des Schwerpunktes sitzen.

Die Beschleunigung könnte man nun berechnen, wenn man entweder weiß, um wieviel das Auto verkürzt wird (= Bremsweg) oder wenn man weiß,  wie groß die Zeitdifferenz zwischen Berühren der Vorderkante und Stillstand des Schwerpunktes ist (Bremszeit).

Antwort
von Interesierter, 92

Das ist eigentlich nicht schwer. Was du allerdings wissen solltest, ist, wie lang der Anhalteweg ist. 

Nehmen wir an, wir haben eine Masse von 1 kg bei 50 km/h. Dann hat diese Masse eine kinetische Energie von (m*V²/2) ca. 96,5 Joule. 

Teilst du diese Energie durch den Anhalteweg, wir nehmen hier einen Verzögerungsweg von 1 Meter an, dann tritt in unserem Beispiel eine Kraft von 96,5 Newton auf, die einer Verzögerung von ca. 9,85 g entspricht. 

Kommentar von saidJ ,

der anhalteweg wäre 0 da man gegen die mauer kracht u d sofort stillsteht .

Kommentar von Hqdes ,

Das ist falsch, das Auto zerdrückt sich und bremst ab. 

Kommentar von Interesierter ,

Nicht ganz, das Auto hat eine Knautschzone und verformt sich beim Aufprall. Auch das Hindernis wird sich beim Aufprall zumindest geringfügig verformen. 

Ich hatte den einen Meter jetzt für die Person, die auf dem Sitz Platz genommen hat, angesetzt. Das Auto wird geknautscht, der Gurt wird etwas gedehnt und auch der Körper des Insassen verformt sich. 

Kommentar von Hqdes ,

Schau bei meiner Frage unten in den Kommentaren, da hab ich's dir beantwortet und ausgerechnet

Kommentar von Interesierter ,

Schön, nur hast du dich verrechnet. 

Antwort
von dompfeifer, 22

Gramm (g) ist eine Maßeinheit der Masse. Kraft messen wir in Newton (N). Die Kraft, die auf einen aufprallende Körper wirkt, ist gleich Masse mal Beschleunigung. Die Größe der Beschleunigung ergibt sich aus der Verformung (zeitlicher Verlauf der Geschwindigkeit und Strecke) der beiden Körper.

Antwort
von EdnaImmers, 71

g war sonst immer die Fall- oder  Erdbeschleunigung und die ist quasi  konstant


Deine Frage ist leider nicht verständlich 

Kommentar von saidJ ,

meine frage lautet .
das wieviel fache deines körper gewichts wirkt auf dich beim aufprall und wie rechnet man das aus .

Kommentar von exxonvaldez ,

Das Gewicht kann nicht wirken!

Nur Kräfte können wirken.

Kommentar von KarolB ,

Schaut mal her: Die Erdbeschleunigung beträgt um die 9.81 m/s^2. Das ist ein G 2G sind dann 9.81*2 Das heißt: Wenn du in einem Fahrzeug mit 10 m/s^2 bremmst, dann wirkt eine Kraft, ähnlich der Erdanziehungskraft, auf dich. Deshalb müssen z.B Astronauten besonders gut ausgeblidet sein, da sie, wenn sie in die Erdatmosphäre eindringen, eine Anfangsgeschwindigkeit von ca. 9000 m/s haben. Das sind 32400 km/h! Und da kann eine Beschleunigung bzw. Bremsbeschleunigung von 7G auf sie wirken. Das heißt, es fühlt sich ca. so an, als wäre man 7 mal so schwer. Ein durchschnittlicher Mensch hätte dann eine Masse von 560 kg!!! Ich hoffe ich konnte euch helfen LG, Karol B.

Antwort
von Callback, 76

Entscheidend hierfür ist Geschwindigkeitsänderung also die Beschleunigung die auf denen körper wirkt. 1G = 9,81 m/s^2 also die Fallbeschleunigung (Erdanziehung). Wenn ein fahrzeug pro sekunde um 20 m/s (ca. 72 km/h) beschleunigt(oder gebremst, oder ein Richtungsänderung mit dieser Geschwindigkeit). wirken auf dich etwa 2G.

Kommentar von saidJ ,

nein ich meine man hört doch immer da und da wirken 3 g also das 3 fache deines körper gewichts auf dich .
jetzt ist meine frage wieviel g wirken auf den körper beim aufprall .

Kommentar von Callback ,

Eine beschleunigung ist das ergebnis einer Kraftwirkung. Du kannst es einfach machen, und die beschleunigung zur berechnung her nehmen, oder jedesmal die beschleunigung mit der Masse multiplizieren, nur um festzustellen,dass sich diese zum schluss rauskürzt

Kommentar von Callback ,

Angenommen, du fährst wie du sagst mit 50km/h gegen eine Mauer. dann wird dein körper ja nicht sofort auf 0 gebremst, sondern gibt seine kinetische Energie "langsam" an den Sicherheitsgurt an (vereinfacht). nehmen wir mal an, dieser Virgang dauert 0,5 sekunden, dann erfährst du durchschnittlich eine beschleunigung von ca. 28 m/s^2 also ca. 3G.

Das ist allerdings nur der Durschnittswert, der Peak wird wohl deutlich höher sein. Ich glaube vernünftig kann man das nicht ausrechnen, sondern nur in Tests messen bzw. das ganze Simullieren.

Kommentar von exxonvaldez ,

Und wenn es nur 0,2 Sekunden dauert sind es schon 7 g.

Kommentar von exxonvaldez ,

Bei 0,1 s sind es 14 g

Das wäre wahrscheinlich schon tödlich.

Kommentar von saidJ ,

wie hast du das genau berechnet ?

Kommentar von exxonvaldez ,

a = delta v / delta t

Konkret: (50 km/h) / 0,1 s =  139 m/s²

Kommentar von saidJ ,

wie habt ihr das berechnet ?

Kommentar von Callback ,

(Geschwindigkeit) v = 50 km/h = 13,9 m/s (50 / 3,6).

(Beschleunigung) a = v/t = 13,9 / 0,5 m/s^2 = 28 m/s^2

g = 9,81 m/s^2

a/g = ungefähr 3

Antwort
von KarolB, 33

Merk dir eine Formel:

v^2 / 2s = a

v = Anfangsgeschwindigkeit
s = Bremsweg
a = Beschleungung

Dann setzt du ein:

[(50/3.6)^2]/(2*0.2) = a

Wir nehmen an, die Knautschzone bzw. Bremsweg ist 20 cm lang.

Aus dieser Rechnung folgt:

a = ~482.25 m/s^2

Und um die G zu berechnen musst du das durch 9.81 dividieren (9.81 entspricht der Erdbeachleunigung).

482.25/9.81 = ~49 G

Das bedeutet, dass du bei einem Autounfall eine so hohe Kraft wirkt, als ob man auf einem Planeten mit 49-facher Erdanziehungskraft stehen würde. Ein durchschnittlicher Mensch hätte dann eine Masse von ca. 4Tonnen.

Da kannst du dir schon vorstellen was mit den Knochen und Innereien passiert :).

Ich hoff ich konnte dir helfen.

LG,

Karol B.

Kommentar von exxonvaldez ,

Das bedeutet, dass du bei einem Autounfall eine so hohe Kraft wirkt, als
ob man auf einem Planeten mit 49-facher Erdanziehungskraft stehen
würde. Ein durchschnittlicher Mensch hätte dann eine Masse von ca.
4Tonnen.

Und das bei 50 km/h!

Kommentar von KarolB ,

Nun, bei diesem Beispiel könnt ich einbisschen übertrieben haben, denn als Knautschzone hab ich nur 20 cm verwendet. Das heißt, dass sich das Auto nur um 20 cm krümmt, und, dass das Auto in nur 0.3 Sekunden komplett stehen bleibt. Moderne Autos haben eine deutlich längere Knautschzone, was die G-Kraft auf den Körper deutlich verringert. Jedoch kann so eine hohe Kraft auf dich wirken, wenn man bei einer Knautschzone von ~2m mit einer Geschwindigkeit von ~160 km/h fährt. Bei 50 km/h mit einer Knautschzone von 2m wirken ca. 5G auf deinen Körper. Ein durchschnittlicher Mensch fällt bei 6G schon in Ohnmacht. Es hängt natürlich sehr stark vom Auto ab. Wenn du Ergebnisse haben willst, die deinen Angaben entsprechen dann verwende einfach die obrige Formel. Und nicht vergessen! Immer die SI Einheiten verwenden! Z.B.: km/h / 3.6 = m/s. Liebe Grüße, Karol B.

Antwort
von exxonvaldez, 65

Um die Beschleunigung ausrechnen zu können, brauchst du die Zeit zwischen V1 und V2.

Antwort
von amdphenomiix6, 45

Du kannst dies durch den Impuls ausrechnen.

Kommentar von saidJ ,

ehmm wie genau ? meine physik kenntnisse sind begrenzt sei bitte sehr genau .

Kommentar von amdphenomiix6 ,

Dazu brauchst du noch eine weitere Angabe, nämlich in welcher Zeit die Kraft wirkt, da g dir die Geschwindigkeit pro Zeit angibt.

Kommentar von saidJ ,

lass mich die frage so stellen :
die person hat 90 kg und der stillstand des autos erfolgt sehr schnell sagen wir 0,5 sekunden .

Antwort
von Hqdes, 71

Nur mit diesen Angaben wird das nicht möglich sein.

Ich vermute die Lösung wird über die Formel F = m * a gehen. 

Kommentar von saidJ ,

welche angaben wären erforderlich ?

Kommentar von Hqdes ,

Beispielsweise das Körpergewicht. 

Ich verstehe eh nicht so ganz was du mit "Wieviel g" meinst? 

Wieviel Masse? g steht in der Physik normalerweise für die Gravitation 

Kommentar von exxonvaldez ,

Die Erdbeschleunigung. "F" ist aber Kraft. Mit der Formel wird das nix.

Kommentar von Hqdes ,

Doch, da man die Kraft ausrechnen muss, dann über die Masse nach a (g) auflösen kann. 

Kommentar von saidJ ,

man hört immer da wirken 3 g sprich das 3-fache des körpergewichts auf den körper .

Kommentar von exxonvaldez ,

g ist die Erdbeschleunigung (durchschnittlich 9,81 m/s²)

Kommentar von saidJ ,

also ist meine frage wieviel des körper gewichts also wieviel g wirken auf den körper ?

Kommentar von Hqdes ,

Ich vermute du meinst wieviel Kraft auf den Körper wirkt, diese kann man dann als Vielfaches der Gewichtskraft annehmen.

Formel hierfür wäre: (v0^2/2s)/g * g 

Bedeutet, Anfangsgeschwindigkeit (In diesem Fall 50 km/h) hoch 2, durch 2s (s = Weg, bzw. Knautschzone des Autos) durch g (9,81 m/s^2) g.

Kommentar von Hqdes ,

Du brauchst dann doch kein Gewicht.


In deinem Beispiel (Wenn wir von einer Knautschzone von einem Meter ausgehen) wäre es:

(13,88^2 / 2) / g  = 19g 

Kommentar von Interesierter ,

Offensichtlich hast du einen Rechenfehler drin. Wenn ich deine Formel, die auch korrekt ist, durchrechne, komme ich auf 9,82 g.

Kommentar von Hqdes ,

Danke! Hab die /2 vergessen. 

Kommentar von saidJ ,

also wirkt das 19 fache des eigenen körper gewichts ?

Kommentar von Hqdes ,

EDIT: Ich habe mich verrechnet! Die Formel stimmt, es kommt aber 9,82 raus! Nicht 19! Sorry! 

Nein, es wirkt die 9,82-fache Erdanziehungskraft auf ihn. 

Um das Vielfache seines Körpergewichts zu bestimmen müsste man sein Körpergewicht kennen, wie ich oben geschrieben habe. 

Dann kannst du leicht ausrechnen:

9,82 * g = GEWICHT * x * g  / : g

9,82 = GEWICHT * x 

x = 9,82/GEWICHT

Das X-fache von seinem Körpergewicht. 

Kommentar von Interesierter ,

Genau!

Du hattest es über die Erdbeschleunigung und ich über die Hilfskrücke der kinetischen Energie gerechnet. 

Das sind zwei verschiedene Wege, die letztlich aber an das selbe Ziel führen. 

Kommentar von saidJ ,

ok stellen wir die frage so :
die person hat 90 kg wieviel kg wirken auf die person beim aufprall ?

Kommentar von Hqdes ,

Wieviel wiegt das Auto? Das ist das wichtigste. 

Kommentar von saidJ ,

das auto wiegt 2 tonnen

Kommentar von Hqdes ,

2090kg * 9,82 = 20,523,8 kg. 

Kommentar von saidJ ,

dann wäre der unfall mit 50 kmh schon tödlich .

Kommentar von Hqdes ,

Du musst bedenken, dass diese Masse auf ihn, UND das Auto wirkt. 

Nur auf ihn würden 90kg * 9,82 = 883,3 kg wirken. 

Kommentar von exxonvaldez ,

Das haut schon mit den Einheiten nicht hin.

Deine 9,82 haben doch die Einheit m/s²?

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