Durchschnittliche Kraft Physik?
In dieser Aufgabe (Aufgabe 17) hab ich berechnet welche kraft beim abbremsen auf die Gelenke wirkt. Meine Frage ist ob ich für die durchschnittliche Kraft auch die Gewichtskraft nach dem Abbremsen mit berücksichtigen muss, um die durchschnittliche Kraft berechnen.
2 Antworten
Deine Frage ist berechtigt und zeigt, dass Du Dich mit dem Thema intensiv auseinander setzt.
Angenommen Du sitzt auf einem Stuhl, steht Deiner Gewichtskraft die Kraft des Stuhls entgegen, und die resultierende Kraft ist deshalb Null. Die resultierende Kraft ist auch deshalb Null, weil keine Beschleunigung auf den Körper wirkt.
Fällt dagegen ein Körper zu Boden, wirkt beim Aufprall eine Beschleunigungskraft auf den Körper F = m*a. Die Beschleunigungskraft und die Gewichtskraft sind deshalb unterschiedliche physikalische Zustände, die nicht einfach addiert werden können.
Abgesehen davon ist die Aufgabe völlig mangelhaft idealisiert. Die Kraft der Masse m wirkt nicht voll auf die Kniegelenke, sondern wenn überhaupt auf die Fussgelenke. Abgesehen davon wird jeder Springer beim Aufprall versuchen, die Kniegelenke abzuwinkeln, um den Sprung mit Muskelkraft abzufedern. Aufgrund der Hebelwirkung verstärken sich die Kräfte auf die Kniegelenke, verglichen mit dem Fall, man würde mit durchgestreckten Beinen auf dem Boden landen. Aber woher soll dann eine Bremsstrecke von 0.5 m herrühren? Die Beine fahren ja nicht teleskopartig in den Körper ein.
Eine entsprechende Diskussion dieser Frage findest Du hier:
https://www.physikerboard.de/topic,64507,-kraft-auf-kniegelenke.html
Nehmen wir an, dass während des Abbremsens auf ein einzelnes Knie eine konstante Kraft F wirkt. Aus der Energieerhaltung folgt nun: die gesamte potentielle Energie zu Beginn fliesst in die "Bremsarbeit", d.h. mit h0=2m, sB=0.5m:
Das kann man nach der Kraft F auflösen.
Berechnet man F mit der Gleichung wie oben angegeben, ist F die gesamte Kraft, die auf die Kniegelenke während des Abbremsvorgangs wirkt. Wollte man die zusätzlich zur Gewichtskraft wirkende Kraft berechnen, müsste man noch die Gewichtskraft subtrahieren.
und eine nachfrage zu deiner Antwort. wäre wenn man die Kraft betrachtet die auf beide Knie wirkt doppelt so groß? weil bei meiner rechnung kom 2744N raus und bei deiner die hälfte.
In meiner Rechnung war F die Kraft auf ein einzelnes Kniegelenk, deshalb der Faktor 2. Der Aufgabentext ist diesbezüglich m.E. nicht vollständig klar. Auf beide Kniegelenke insgesamt wirkt die doppelte Kraft 2*F. Ich würde das in einem Antwortsatz erwähnen, damit klar ist, was gemeint ist.
wie man die Kraft berechnet weiß ich ja meine frage war ob die gewichtskraft die auf die kniegelenke wirkt nach dem abbremse dazu gerechnet werden muss für den durchschnitt.
und eine nachfrage zu deiner Antwort. wäre wenn man die Kraft betrachtet die auf beide Knie wirkt doppelt so groß? weil bei meiner rechnung kom 2744N raus und bei deiner die hälfte.