Physik....Hebel/Kraft berechnen?
Wie viel Gewicht wirkt auf Punkt A ?
Wie viel Gewicht wirkt auf Punkt B ?
Die Frage ist eben, wie viel Kraft man braucht um ein Gewicht so zu halten.
Physik ist schon ne zeit lang her :D mir muss es keiner ausrechnen, die Formel reicht auch. Gleich ausrechnen wär aber natürlich auch schön haha
Danke!
3 Antworten
Hallo Tabornagy
Auf den Punkt A (Hand, die Stock mit Gewicht hält) wirkt die Kraft F1 = 3kg senkrecht nach unten, gleichzeitig wirkt auf Punkt A das Drehmoment M1 = 3 mkg rechtsdrehend.
Auf den Punkt B wirkt die Kraft F2 = 3 Kg + 6,5kg = 9,5 kg senkrecht nach unten und gleichzeitig das Drehmoment M2 = 3kg*2m + 6,5kg*0,5m = 9,25 mkg rechtsdrehend (bei angenommen gleichmäßiger Verteilung der Masse 6,5kg entlang des Arms).
Es grüßt HEWKLDOe.
Mach folgenden Versuch: Füll einen leichten Plastikeimer mit 3 Liter Wasser. Dann steck einen gut 1m langen Stock (Spazierstock, Rundstock für Gardinen o.ä.) unter den Bügel des Eimers, fass ihn in 1m Entfernung vom Bügel mit der Hand und versuch dann nur über den Stock den Eimer anzuheben. Dann wirst du in der Hand und im Unterarm spüren, wie groß 3mkg sind, wenn du es überhaupt schaffst den Eimer anzuheben. Als zweites versuchst du das Anheben bei voll ausgestrecktem Arm. Dann muss deine Schulter (Schultergelenk) mit dem Drehmoment 9,25 mkg fertig werden. Ich bin nicht sicher, ob das zu bewältigen ist.
Nach diesen Versuchen hast du ein gutes Gespür für diese scheinbar kleinen Drehmomente
Es grüßt HEWKLDOe.
Danke für die zwei Antworten, aber anscheinend ist meine Frage nicht ganz angekommen/verständlich...
DAS es schwer ist, ist mir klar - sonst hätte ich die Frage ja nicht gestellt - bzw in der zweiten Antwort genau das geschrieben.
Diese Aufgabe ist definitiv möglich, da ich es schaffe. Jedoch schafft es ein Trainingspartner von mir nicht, ich meinte: "Das ist kein Wunder, das ist ähnlich als würdest du auf der Flachen Hand ein extrem schweres Gewicht mit ausgestrecktem Arm halten, da durch den Schwerpunkt der sich einen Meter von deiner Hand entfernt befindet, die 3kg wesentlich schwerer erscheinen/zu halten sind"
Nur konnte ich natürlich kein Beispiel nennen, wie schwer dieses Gewicht sein müsste um es mit dem Stock-Gewicht zu vergleichen.
Die Frage ist demnach: wie schwer scheint es zu sein ? mit welchem Gewicht auf der Flachen Hand ist es vergleichbar. Wann hat ein Gewicht XY auf der Flachen Hand die selbe Krafteinwirkung auf den Punkt B wie der Stock mit den 3 kg am Ende.
Ich hoffe jetzt ist es klarer.
Das ist schwer zu sagen, weil man die durch die Hebelwirkung erforderliche Gegenkraft der Hand nicht mit der Gegenkraft der Hand bei einer senkrecht auf die Handfläche drückende Gewichtskraft vergleichen kann. Beide beanspruchen unterschiedliche Muskeln des Unterarms mit unterschiedlichen Kräften. Beim Ausprobieren spürt man dies deutlich.
M.E. ist das Problem physikalisch komplex, da es sich beim menschlichen Körper nicht um eine starre Konstruktion handelt, sondern um eine hochdynamische. Wir können uns dem annähern, indem wir einen starren (nicht durch das daran hängende Gewicht verformbaren) Hebelarm annehmen. Punkt B (die Schulter des hauptsächlich belasteten Arms) ist der Drehpunkt, den wir wiederum (entgegen der tatsächlichen natürlichen Gegebenheiten) als nicht deformierbar annehmen. Die hypothetische Stabilität ist insofern von Belang, als sie im Falle eines menschlichen Arms durch Muskelkraft, m.a.W. durch ein kontinuierliches Wechselspiel von agonistisch und antagonistisch wirkenden Muskeln hergestellt werden muss. Allein das ist kraftraubend. Davon abgesehen bleibt das Problem des (vermeintlich) fehlenden 2. Hebelarms. Bei einer Wippe bzw. einer idealtypischen Konstruktion mit 2 verschiedenen Hebelarmen ergäbe sich das Kräftespiel rein rechnerisch durch die Gewichte und die Länge der dazugehörigen Hebelarme. Entscheidend ist hier die Relation beider. Für einen Hebelarm, dessen Länge gegen 0 geht, würde auch das dort ansetzende Gewicht immer weniger wirksam, solange es nicht die Funktion des Drehpunktes beeinträchtigt. Im Falle des menschlichen Körpers wird der 2. Hebel gebildet durch Muskelketten, die eine Verbindung herstellen zu allen Teilen des Körpers, die als Gegengewicht in Frage kommen und durch Verlagerung der Körperachse bzw. des Drehpunktes verändert und aktiviert werden können... Je weniger die Körperhaltung und damit die Position des Drehpunktes und / oder der Neigungswinkel des (Hebel-)Arms verlagert wird oder werden kann, je weniger Körpermasse eingesetzt wird oder werden kann und je weniger die Muskelketten eingesetzt werden oder (z.B. mangels Training) eingesetzt werden können, desto weniger lässt sich dem Gewicht samt (Hebel-)Arm entgegensetzen. Deshalb wirkt auch ein geringes Gewicht bereits überwältigend schwer... Das Ganze ähnelt einem jener Kräne, deren einzigem Hebelarm nur durch geschickte Führung und Verankerung von Stahlseilen in Verbindung mit massiven Gegengewichten Tragkraft verliehen werden kann.
Du stellst die falsche Frage. Die "Kraftwirkung" ist die gleiche, egal ob Du die Masse mit ausgestrecktem oder angewinkeltem Arm hältst. Das kannst Du sehen, wenn Du Dich auf eine Waage stellst und einen Gegenstand hältst.
Was sich ändert, ist das Drehmoment. Das ist Kraft mal Abstand vom Drehpunkt, und das kannst Du nicht in eine Kraft umrechnen, Du kannst nur die Kraft errechnen, die bei gegebenem anderen Abstand dasselbe Moment erzeugt.
3 kg in 2 m Abstand ergeben dasselbe Drehmoment wie 6 kg in 1 m Abstand: 30 N * 2 m oder 60 N * 1 m ergibt jeweils 60 Nm als Drehmoment. (Nicht kg * m, da es um Kraft geht und nicht um Masse, und da es auf dem Mond ein leichtes wäre, die 6 kg zu halten).
Das liest sich sehr 'wenig'...
gibt es....dafür irgend einen Vergleich ? so....das ist als würde man ein **kg schweres Gewicht halten ?
Mit diesen Werten erklärt es mir nicht, weshalb es so schwer ist, wenn du verstehst was ich meine.