[Physik] Kraftaufwand

[Iron Rose]

Nyo, einen besseren Titel ist mir nicht eingefallen *hust* Es handelt sich hierbei um einen Auftrag, bei welchem ich absolut nicht drauskomme u.u''

Aaaalso, hier die Aufgabenstellung *tadaaa*:

Diese Aufgabe wird anhand einer Sequenz aus dem Action-Film "Cliffhanger" (u.a. Silvester Stallone) bearbeitet.

Es folgt folgene Szene:
Herr Stallone befindet sich vor einer Klippe, an dieser Klippe ist eine (Metall-)Leiter gefestigt. Nun rennt er auf die Klippe zu, springt ab (!), stürzt herunter und haltet sich dabei an der Leiter fest, welche am Hang ja befestigt ist.

Kernfrage:
Wieviel Kraft müsste Stallone in seinen Händen(Armen) haben, um diesen Sturz halten zu können?

So, das wär's. Es wird nach einer Lösungstrategie gefragt, man muss aus dieser Sequenz Daten rausfiltern und dann den benötigten Kraftaufwand berechnen. Hier nun die (angeblich) benötigten Daten:

Masse (Stallone): Ca. 90kg (Annahme)
(Fall-)Strecke: Ca. 10m
Normale Fallgeschwindigkeit: 9.81m/s^2 (also Meter pro Sekunde im Quadrat)

Nyo.... Und jetzt, ähm.... Wie weiter? xD
Ich habe schlicht und einfach keine Ahnung, was ich nun machen soll. Überhaupt hab ich mit Physik allgemein meine Probleme... Sobald ich solch eine Aufgabenstellung lese, schaltet mein Gehirn völlig ab, Denkfähigkeit wird auf's absolute Minimum reduziert. Nix mehr los. Nada XD'''

Es wär mehr als lieb wenn mich jemand zeigen könnte, wie man diese Aufgabe nun löst n.n Wenn möglich (eher fakultativ *g*) mit einfachen deutschen Wörtern, damit ich das Konzept dahinter auch verstehen kann *ehm...*... Mya, danke im Voraus, wär eben sehr, sehr lieb .____.

[Ashura]

Irgendetwas kann mit der Aufgabe nicht stimmen denn Meter pro Sekunde im Quadrat sind auf keinen Fall eine Geschwindigkeit, sondern Beshcleunigung bzw Verzögerung.

Wie lautet denn die Aufgabe wortwörtlich?
Denn irgendetwas kann hier keinen Sinn geben....

Kraft = Beshcleunigung *(mal) Masse

F=m*a
m und a hat man ja gegeben. Nur kann es nicht ganz so leicht sein, denn umsonst ist die Strecke x=10 m sicher nciht gegeben...

Wie gesagt ich hätt die Aufgabe gern mal wortwörtlich.
Ich bin zwar auch keine Leuchte in Physik, aber vielleicht könnt ich dir ja dann helfen.

Edit:
Ich gehe jetzt mal davon aus, dass du eine Geschwindigkeit, eine Strecke, und eine Masse gegeben hast, ohne dass ich die Aufgabe jetzt wortwörtlich kenne ok?
Wie gesagt F=m*a
m hats du, F willst du, jetzt brauchst du noch a, die Beshcleunigung.
Die Geschwindigkeit , die du gebene hast ist die maiximale Geschwindigkeit, die er am Schluss des Sprungs hat...naja bis er bremst in dem er sich da festhält.
Am Anfang ist die Geschwindigkeit noch 0.
*Formel raussuch*
Die Formel lautet ursprünglich:
(v2)^2 - (v1)^2 = 2*a*delta x
v1 ist aber null..siehe oben. Den Rest weisst du.
Berechen die Beshcleunigung und dann die Kraft.
Falls die Geschwindigkeit doch nciht gegeben ist, sondern tatsächlich die Beshcleunigung hab ich auch keine Ahnung O,o

[Iron Rose]

Original von *Ashura*
Irgendetwas kann mit der Aufgabe nicht stimmen denn Meter pro Sekunde im Quadrat sind auf keinen Fall eine Geschwindigkeit, sondern Beshcleunigung bzw Verzögerung.

Kraft = Beshcleunigung *(mal) Masse

F=m*a
m und a hat man ja gegeben. Nur kann es nicht ganz so leicht sein, denn umsonst ist die Strecke x=10 m sicher nciht gegeben...

Äh, shit... Sorry, hab mich völlig verschrieben, ist natürlich die (Fall-)Beschleunigung ^^''

Naja eben, das ist das Miese an diesem Auftrag... Theoretisch bräuchte ich keine weiteren Angaben, aber diese 10m, diese 10m...! >.<

Also, wortwörtlich... Das ist sie, wortwörtlich o.o'' (jedenfall die Kernfrage)

EDIT:
Eigentlich ist weder eine Beschleunigung noch eine Geschwindigkeit gegeben. Aber die Fallbeschleunigung 9.81m/s^2 gilt ja allgemein, denk ich mal ô.o

Nyo, trotzdem danke für den Aufwand ^^

[Ashura]

Also ich ahbe jetzt extra mein Buch geholt.
Hier steht:
Die Fallbeschleunigung ist am gleichen Ort für alle Körper gleich.
Die Fallbeschleunigung ist natürlich 9,81, der selbe Zahlenwert wie der Ortsfaktor.

Ich kann hier keine einzige Formel finden (Kapitel: Der freie Fall) die was mit dem Ort x zu tun hat (deine 10 m)...
nur eine gibts da...und da gehts auch um Geschwindigkeit und Zeit und so....die kann man hier denk ich ausschließen.
Außerdem steht da auch die Beschleunigung drin, als Ortsfaktor und die wissen wir ja.

Naja ich rechne mal shcnell aus...
wenn wir mal den Weg außer Acht lassen würden kämen
882,9N heraus.

Ich shcätze ich muss kapitulieren. Passiert mir nicht oft....aber naja.
Wo sind die Physikchecker, die ich grade hergebeten habe???
XD

[Iron Rose]

Original von *Ashura*
Naja ich rechne mal shcnell aus...
wenn wir mal den Weg außer Acht lassen würden kämen
882,9N heraus.

Ich shcätze ich muss kapitulieren. Passiert mir nicht oft....aber naja.
Wo sind die Physikchecker, die ich grade hergebeten habe???
XD
Auf dieses Resultat war ich auch gekommen, aber eben, diese 10m...

Weisst du, ich überlege mir folgendes: Diese 10m müssen irgendwie ausschlaggebend sein. Denn schliesslich dürfte es einen Unterscheid machen, ob du nun 1m runterfällt und dich haltest oder 100m in die Tiefe stürzst und du dich dann irgendwie an etwas festhalten kannst.... Theoretisch xD

Nyo, hoffentlich meldet sich irgendwannmal ein Physikcrack (falls es sowas wirklich geben sollte *g*)
Aber des hat bis nächsten Dienstag Zeit. Zum Glück o.o''

[Kei-san]

Die 882,9N sind die Gewichtskraft. Da er aber fällt, hat er auch noch kinetische Energie.
Aus den 10m kannst du nach dem Weg-Zeit-Gesetz des freien Falls die Zeit ausrechnen, die er fällt. Damit dann auch seine Geschwindigkeit nach einer Fallstrecke von 10m.

[imported_Hikaru-chan]

*mal in alten Physikkenntnissen kram*

Aaaaaaaaaaaaaaaalso:
Beim freien Fall gilt:
s = 1/2*g*t^2 => t = wurzel((2*s*)/g) = wurzel((2*10m)/9,81m/s^2) =>
t = wurzel(2s^2) (ungefähr) (hab gerade keinen Taschenrechner zur Hand ;))
Das ist die Zeit, die der Schauspieler braucht, um 10 Meter tief zu fallen.

Die Geschwindigkeit eines Körpers berechnet sich bei gleichmäßig beschleunigten Bewegungen nach:
v = a*t
Dein a ist hier natürlich die Erdanziehung g, t hast du gerade berechnet, also gilt:
v = 9,81m/s^2*wurzel(2s^2)

Die Kraft, die er in den Händen haben muss, ist ja gleich der kinetischen Energie, die er zu dem Zeitpunkt hat. Die kinetische Energie berechnet sich nach:
E = 1/2*m*v^2
m ist gegeben, v hast du gerade ausgerechnet, mehr brauchst du nicht, du brauchst die Formeln nur noch in den Taschenrechner zu tippen.


Aber keine Gewähr, nicht dass mir hinterher Klagen kommen. Mein Physik-LK ist auch schon wieder über ein halbes Jahr her und ich hab meine Bücher nicht hier ^^**************

[tsubaso]

aber hier ist doch nach der kraft, nach einer zahl der einheit newton gefragt, oder?


und ist das einfach eine hausaufgabe, iron rose? wenn ja, dann wird das der physiklehrer doch bestimmt erklären in der nächsten stunde, wenn nicht, dann frag doch einfach ?(

[imported_Hikaru-chan]

Liege ich total falsch oder kann man E = F setzen?

[tsubaso]

glaube ich nicht. energie hat doch einstein definiert, glaub ich. und die formel hast du oben geschrieben, 1/2 der masse mal die geschwindigkeit im quadrat. aber ich rede hier von sachen, die ich gar nicht verstehe, also sag ich besser nicht mehr :D

[Masterfly]

F = Kg*m / S²

E= kg*m² / s² bzw. V / m

Kraft (F) nicht gleich Energie (E)

Ekin = Epot
m/2*v² = m*g*h ----> v = Wurzel (2*g*h)
[Formel für die Geschwindigkeit eines Körpers, wenn er aus Höhe h im freien Fall fällt)

Zu berechnen ist die Kraft die der Körper für 10 meter Fall brauch, denn diese ist gleich der Kraft die aufgewand werden muss um den Körper wieder anzuhalten.

F = m*v / t

Aber es ist spät ich könnte auch nicht mehr klar denken

[Iron Rose]

Hmmm, ok, ich hab's mal mit Hikarus Methode versucht O_o

Als ich mal wieder in mein Physik-Zeugs rumgewühlt habe bin ich auf Formel für die Strecke s gestossen:

s = (a/2)*t^2 ==> (s/(a/2)) = t^2; bzw. ((s*2)/a) = t^2 ==> t = Wurzel ((s*2)/a)
Right? Dadurch komme ich auf 1.427843123 sek (ich mach's jetzt so genau wie nur möglich XD)

Und jetzt, nächster Schritt...

v = a*t
So, die Zeit t mit der (Fall-)Beschleunigung a (9.81m pro s^2) multipliziert ergibt die Geschwindigkeit 14.00714104m pro sek.

Und nyo, jetzt alles mit der Formel der kinetischen Energie kombiniert;

E = 1/2*m*v^2 bzw. 0.5*90*14.007141104^2 = 8829? *Einheit nicht mehr weiss >.<*

Sodda, jetzt habe ich eine wunderschöne Zahl o.o Nur... Laut Masti soll das jetzt ja diese ominöse kinetische Energie sein, aber nicht die von mir verlangte Kraftangabe (in Newton, versteht sich... Glaub ich jedenfalls °-°''). Hingegen kommt jetzt Masti mit derselben Lösung (882.9N), auf der selbst ich ja ganz am Anfang gekommen bin O.o

F = m*(v/t) bzw. (m*v)/t (ist ja eh dasselbe) entspricht aber genau F = a*m, und die Beschleunigung a ist ja v/t.

Also, ich bin absolut verwirrt ._.'' Soll das jetzt etwa heissen, dass die Lösung seit eh und je vor meiner Nase lag oder habe ich mal wieder etwas falsch gerafft? >.<

Aber trotzdem danke für euren Aufwand, Hikaru und Masti ^-^

EDIT:
Etwas hat mich die ganze Nacht verfolgt... Wie kann es sein, dass der Herr Stallone für die 10m über eine Sekunde braucht (um zu fallen), während er eine Geschwindigkeit besitzt womit er in einer Sekunde über 14m hinkriegt? *hä?* o.O Oder liegt es daran, dass er diese Geschwindigkeit v erst nach den 10m erreicht?

[Whitehouse]

Original von Masterfly
Ekin = Epot
m/2*v² = m*g*h ----> v = Wurzel (2*g*h)
[Formel für die Geschwindigkeit eines Körpers, wenn er aus Höhe h im freien Fall fällt)

ich denke das ist der richtige ansatz. wenn man erst mal die potentielle energie berechnet hat muss man denke ich über die arbeit die kraft berechnen. also A=F*s.

[Iron Rose]

Nyo, ich konnte es am Montag noch halbwegs fertiglösen ^.~ Der Haken war, dass mir ein Element gefehlt hat... Und zwar der Bremsweg inkl. Bremsbeschleunigung u.u° Aber nu konnt ich's fertigkriegen und hab's heute abgegeben ^^

Vielleicht wird das Endresultat nicht ganz stimmen, aber hauptsache der Lösungsweg ist gut erdacht *g*

Also, danke vielmals@all, ich wär sonst wirklich kaum weitergekommen °-°'' Dangöö n.n

Ps: Oki, den Thread kann man hiermit schliessen ^^

[Zaara]

ÄAHHHm ich wusste nich an wenn ich mich wenden sollte!!!
Ich bin total verzweifelt ;( ich war in physik nich da und wir schreibn morgen ein hausaufgaben kontrolle ....!!
Ich ab so gar keinen plan bitte könnt ihr mir helfen ??!

Also: das thema heißt : Arbeiten mit graphischen Darstellungen

Aufgabe :Ein fahrstuhl fährt in 10s 50m nach oben .Dort bleibt er 25s stehen.dann fährt er in 15s wieda nach unten(Brems und Beschleunigungsvorgänge vernachlässigt)

Dann muss man ein weg_zeit-diagramm erstellen


Und dann noch ein Geschwindigkeits-zeit-diagramm
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Das war das was mir meine freundin als mitschrift gab ....
'und dann hab ich noch was von der tafel abgeschrieben

aBa das war die erklärung der Hausaufgabe und ohne die aufgabe nütztst das nix aufjeden fall sind das formeln um die diagramm zu zeichnen...
die hat ich ma aufgeschriebn ich weiss nur so ungefähr wie mans rechnen muss ....
bitööööö wenn ihr mir helfen köntet wär ich echt euch echt dankbar
ich haB schon chemie wegen dem einen tag in den sand gesetzt :(
warum, muss ich ausgerechnet i den vorbereitungsstunded für chemie und physik fehlen ???
eure Zaara