Lanzenstoßen - Welche Kraft oder Masse wirkt auf den Ritter?
Hallo,
ich bin gerade dabei, mich museumsdidaktisch mit Ritterturnieren auseinanderzusetzen und habe mich gefragt, welche Kraft eigentlich auf so einen Ritter einwirkt, wenn er aus dem Sattel gehoben wird - also wenn zwei Ritter im Tjost gegeneinander reiten.
Ich habe schon versucht, mich rechnerisch zu betätigen, aber ich habe von Physik wirklich keine Ahnung mehr.
Meine Idee war, mit dem Impuls zu rechnen und damit bin ich am Ende auf 6000 N/ 600 kg gekommen, die auf einen Ritter einwirken (Masse Ritter: 120 kg; Masse Pferd: 600 kg und Geschwindigkeit 30 km/h für beide), es wäre nett, wenn ihr mir Input geben könnten. Ein bekannter meinte, dass ich da anders rangehen muss,
*seufz
Liebe Grüße
5 Antworten
Ich setze an, dass der Ritter auf dem Pferd beweglich sitzt, in der Hüfte ein Gelenk hat, in dem der knicken kann. der Stoß erfolgt schräg, ist aber in erster Näherung schwer zu bestimmen, deshalb gehe ich von einem zentralen Stoß aus. Ich nehme an, dass der Ritter ab einer 45 Grad Neigung vom Pferd fällt. Sein Oberkörper habe mit Rüstung die Masse von 60 kg. Die Turniergeschwindigkeit von 30km/h erscheint mit ein bisserl hoch … aber egal. Die Maße des Pferdes spielt keine Rolle. Die Neigung von 45 Grad bewirkt eine Verschiebung des Schwerpunktes um 60cm. Dies dient als Ansatz für die Beschleunigung und damit der Kraft. Jetzt kann man mit der effektiven Annäherungsgeschwindigkeit spielen, denn die Lanze wird sich verbiegen oder etwas abrutschen und außerdem wird der Ritter nicht vollständig auf Null abgebremst, fliegt also noch mit einer Restgeschwindigkeit vom Pferd. All das sind Punkte zum Experimentieren
Mit dem Impuls anzufangen ist eine gute Idee, und das Ganze sieht ja wie ein elastischer Stoß aus, also müsste nicht nur Impulserhaltung sondern auch Energieerhaltung erfüllt sein. Aus der übertragenen Energie lässt sich prinzipell eine Kraft herleiten, die über einen Weg wirkt, wenn man weiß, wie lang dieser Weg ist - wie elastisch ist der Reiter, wie lang der Weg der Kompression beim Aufprall?
Die andere Frage ist, welche Massen anzusetzen sind. Wenn beide Reiter symmetrisch nur lose auf den Pferden sitzen, sind es die Massen der Reiter, aber dann müssten eigentlich beide aus dem Sattel fliegen. Ich nehme an, dass der Gewinner sich im richtigen Moment durch Lageänderung gegen sein Pferd stemmt und damit dessen Masse ins Spiel bringt.
Und wo genau trifft die Lanze? In der Mitte (das ist am einfachsten), oder seitlich, dh bekommt der Verlierer auch noch Drehimpuls mit?
die Impulserhaltung gilt immer, kann es also nicht verkomplizieren. Kompliziert wird es beim inelastischen Stoß, wenn ein unbekannter Teil der Energie in Wärme umgewandelt wird. Wie sich die plastische Verformung auf Lanze, Schild und Rippen verteilt, DAS ist kompliziert (gibt es schon Jousting-Tests mit Crash Test Dummies?)
...habe ich. Der Ansatz macht die Annahme, dass der, der die Lanze hält bombenfest auf Kurs bleibt (aber auch er erfährt eine Bremsung, und warum sollte nicht er aus dem Sattel fliegen?) und dass der Weg, über den die Kraft wirkt, sich nur aus der Biegung der Lanze ergibt (dabei biegt sich der ganze Körper des Getroffenen ebenfalls). Natürlich bekommt man damit irgend einen Wert heraus, aber die Annahmen sind mir zu sehr auf ein Szenario beschränkt und zu weit von der Realität abweichend. Wenn das so einfach wäre, hätten die Ritter nur rechnen brauchen statt wirklich zu kämpfen.
Naja, das Korollar ist, dass man es nicht halten kann, da die Kräfte zu groß sind
Der wesentliche Punkt ist, wie flexibel ist die Lanze, wann bricht sie?
Tempo 30 finde ich mit Rüstung ambitioniert. Mach 5m/s=18km/h
Die Kräfte hängen davon ab wieviel m Du hast, um runter zu bremsen.
Rechnen wir der Einfachheit halber mit der Erdbeschleunigung g=10m/s^2 . Das sagt, ein fallender Körper wird in jeder Sekunde, in der er fällt um 10m/s=36km/h schneller. Der richtige Wert ist 9.81m/s^2, also bischen weniger, Wenn ich 10 statt 9.81 sage ist also die Lösung um 2% falsch. Da eh alles geschätzt ist, macht das nichts aus. Lieber ne einfache Rechnung.
Um 5m/s zu erreichen musst Du mit Erdbeschleunigung 0.5s beschleunigen. Also ist das genauso, wie wenn Du die Höhe 0.5*g*t^2 = 0.5 * 10m/s^2 *(0.5s*0.5s) = 1.25m herunterspringst.
Von 1.25m kann man gut herunterspringen, weil man ca 0.5m Bremsweg hat, bevor man in der Hocke ist. Bei der Bremsung wirkt auf einen dann 2.5g. Also jemand, der 75kg wiegt, wiegt für einen kurzen Moment 187,5kg. Das halten unsere Beine aus. Ganz stimmt die Rechnung nicht, weil natürlich die Beine eine andere Beschleunigung für ihr Eigengewicht aushalten müssen als der Oberkörper, der abgefangen wird.
Wenn Du nun aber rechnest, dass die 3m-Lanze sich um 25cm einbiegt, dann erfährt der Arme Ritter in dem Moment 5x die Erdbeschleunigung. Unser 75kg Ritter würde für einen kurzen Moment die gleiche Kraft erfahren wie jemand der 375kg wiegt. Das hält keiner aus.
Darum wird einer der Ritter aus dem Sattel gehoben und mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bricht die Lanze. Und wenn beide Ritter im Sattel bleiben und die Lanze nicht bricht, dann stirbt jemand.
Beim Aus-dem-Sattel-Heben dürfte das größere Problem eher die Schwerkraft sein und weniger der Impuls... 🤔🤯🤺
Die Auswirkung ist ähnlich wie wenn ein Fahrradfahrer gegen eine Laterne fährt .
Ich denke, die Impulserhaltung macht es nur kompliziert. Ich würde plastischen Stoß rechnen. Die Lanzen sind ja meist kaputtgegangen.