Physik: Spannenergie und Federhärte.
Hallo
Ich habe diese Aufgabe bekommen: Du (m=65kg) gehst in die Hocke, wodurch dein Oberschenkelmuskel um ca. 2cm verkleinert wird, und springst aus dem Stand 70cm hoch. Welche 'Härte' besitzt der Muskel.
Ich habe echt keine Ahnug, wie ich da vorgehen soll. Ich hätte jetzt vllt. die Lageenergie ausgerechnet, die ich in der Höhe von 70cm besitze, aber das würde ich ja nicht weiter bringen. Mit den anderen Formeln kann ich nichts anfangen, da mir 2 Variabeln fehlen.
Ich möchte nicht, dass ihr mir das löst, aber vllt. hattet ihr mal so eine ähnlich Aufgabe und könnt mir sagen, wie ihr vorgegangen seit, also was ihr ausgerechnet habt.
Bitte löscht diese Frage nicht. Ich brauche nur einen Rat von euch, wie ich an diese Aufgabe rangehen soll und möchte keinesfalls eine Lösung!
MfG
2 Antworten
Was Dein Lehrer vermutlich hören will, siehe Waltos Antwort.
Das ist aber eine Aufgabe, die so von Fehlern strotzt, dass man sie nicht lösen, sondern nur dem Lehrer um die Ohren hauen kann.
Wenn ein Muskel verkürzt wird, dann wird dabei keine Energie gespeichert. Und wenn man in die Hocke geht, wird der Oberschenkelmuskel nicht verkürzt, sondern gedehnt. Aber auch dabei wird keine Energie gespeichert - sonst fiele das Aufstehen leichter.
Biologie ist zu kompliziert für einen Physiklehrer, davon muss er nichts verstehen? Gut, argumentieren wir rein physikalisch, und nehmen an, ein Muskel sei sowas wie eine Feder.
Dann würde beim in-die-Hocke gehen Energie gespeichert. Und diese Energie soll laut dem, was unterschwellig in der Aufgabe steht, dazu ausreichen, den Körper nicht nur in die Ausgangsposition zurückzuheben, sondern sogar noch 70 cm höher? Damit ist wohl das perpetuum mobile erfunden.
Sollte diese Aufgabe allerdings in Klasse 11 oder höher gestellt werden, nehme ich alles zurück: Dann wäre nämlich von einem guten Schüler zu erwarten, dass er statt einer "Lösung" ungefähr meine vorstehenden Überlegungen darbietet.
Vielleicht hatte der Lehrer mal vom energiesparenden Springen der Kängurus gehört - da wird die Energie aber nicht im Muskel sondern in elastischen Sehnen gespeichert... ;)
http://www.positroenchen.de/physik.html
Das mit der Lageenergie war keine schlechte Idee.
Die in einer Feder mit der Federkonstanten D und der Dehnung s gespeicherte Energie ist
W = D/2 * s².
muß ja irgendwoher kommen
Eindeutig ja.
Aber ganz bestimmt nicht aus der beim In-die-Hocke-Gehen gespeicherten Energie.
Sondern aus der chemischen Energie des Traubenzuckers, die von den Muskeln zu viel Wärme und etwas mechanischer Energie umgewandelt wird.
Ich habe diese Aufgabe bekommen: Du (m=65kg) gehst in die Hocke, wodurch dein Oberschenkelmuskel um ca. 2cm verkleinert wird, und springst aus dem Stand 70cm hoch. Welche 'Härte' besitzt der Muskel.
Die Muskulatur ist sicher nicht bloß eine Ansammlung von "dummen" Federn, sondern eine (meine Meinung nach) wirklich tolle Erfindung Gottes oder der Natur, um chemische Energie in Bewegungsenergie umzusetzen.
Und doch ist es so, daß in dem Moment, in dem (z.B.) der Mensch beschließt, einen Sprung auszuführen, ein Muskel wie eine Feder wirkt. Er erzeugt eine Kraft, die zu Beginn am größten ist und die am Schluß null ist.
Da ein Muskel nur Kraft durch ein Zusammenziehen bewirken kann, muß er zu Beginn der Bewegung gedehnt sein, da stimme ich Tom zu.
Muss ich die Spannenergie einfach mit Lageenergie ersetzen?