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Kraft und Geschwindigkeit Aufgabe
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Kraft und Geschwindigkeit Aufgabe
 
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Duall
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Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 13 Jul 2008 - 20:39:28    Titel:

sorry aber ich hab jetzt immer noch nicht verstanden ob da die selben kräfte wirken
@helfendesHirn ja die autos haben die selbe masse
breeze
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Anmeldungsdatum: 20.01.2006
Beiträge: 510

BeitragVerfasst am: 13 Jul 2008 - 20:57:27    Titel:

Also: Ein Auto fährt mit 100km/h gegen eine Wand. Es wird im Rahmen der Verformung der Knautschzone zum Stehen gebracht. Die kinetische Energie entspricht dann dem Produkt aus der einwirkenden Kraft und dem Knautsch-Weg. Fährt ein Auto mit dem gleichen Tempo gegen ein gleichschnelles entgegenkommendes Auto (der gleichen Masse), dann wird es auf dem gleichen Weg zum Stillstand kommen. Damit ist die Kraft, die auf den Fahrer wirkt die gleiche.

Grüße,
breeze
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2008 - 07:11:50    Titel:

Beim Frontalcrash zweier gleich schwerer, gleich schneller Wagen bleibt der Klumpen gemäß Impulserhaltung am Ort des Zusammenpralls liegen.

Interessant ist hier allerdings die Frage, wie sich unterschiedlich ausgestaltete Knautschzonen auf den "Ort des Zusammenpralls" auswirken, da zu Beginn der Berührung die beiden Schwerpunkte der Fahrzeuge ja noch ein Stück weit auseinander liegen. Ein Wagen könnte mehr geknautscht werden als der andere. Was bedeuten würde, dass im einen geringere Bremskräfte wirken als im anderen.
Eigentlich sollte aber nicht einmal das passieren, denn gemäß Impulserhaltung sollte die Krafteinwirkung auf beide Fahrzeuge eigentlich identisch sein. Oder doch nicht?
Mephistoles
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Anmeldungsdatum: 06.04.2008
Beiträge: 2193

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2008 - 09:45:35    Titel:

armchairastronaut hat folgendes geschrieben:
Beim Frontalcrash zweier gleich schwerer, gleich schneller Wagen bleibt der Klumpen gemäß Impulserhaltung am Ort des Zusammenpralls liegen.

Interessant ist hier allerdings die Frage, wie sich unterschiedlich ausgestaltete Knautschzonen auf den "Ort des Zusammenpralls" auswirken, da zu Beginn der Berührung die beiden Schwerpunkte der Fahrzeuge ja noch ein Stück weit auseinander liegen. Ein Wagen könnte mehr geknautscht werden als der andere. Was bedeuten würde, dass im einen geringere Bremskräfte wirken als im anderen.
Eigentlich sollte aber nicht einmal das passieren, denn gemäß Impulserhaltung sollte die Krafteinwirkung auf beide Fahrzeuge eigentlich identisch sein. Oder doch nicht?


Dabei muss man aber auch daran denken, dass unsere Schwerpunkt durch die Deformation des Körpers weiter nach hinten wandern im Körperfesten Koordinantensystem. Eine weichere Knauschzone bewirkt also auch eine größere Verschiebung des SP. Wie sich das alles insgesamt auswirkt dürfte schwer zu berechnen sein.
Aber gemäß Impulserhaltung sollten sich diese Effekte alle aufheben und beide Autos gleichermaßen abgebremst werden.
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2008 - 11:58:41    Titel:

Ich vermute fast, dass der Gesamt-Schwerpunkt sich nicht bewegt, und dass man die unterschiedlichen Knautschzonen dadurch modelliert, dass man zumindest das weichere Fahrzeug wiederum in "kleinere" Massepunkte zerlegt. Dadurch könnte sich eine Teilmasse bereits entgegen der ursprpünglichen Fahrtrichtung bewegen, während ein weiterer Teil sich noch in der ursprünglichen Fahrtrichtung weiterbewegt. Auf diese Weise leiße sich möglicherweise die langsamere Abbremsung der Fahrgastzelle modellieren. Da aber am Ende dennoch beide Teilklumpen gleichzeitig zur Ruhe kommen müssten, kann diese Überlegung irgendwie auch nicht richtig sein.
Duall
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Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2008 - 23:45:05    Titel:

ich hab das jetzt mit der kinetischen energie mal aus gerechnet ich weis zwar nich ob mann das so machen kann also berichtigt mich bitte
ich hab jetzt ausgerechnet dass ein auto das mit 100 km/h und 1000 kg masse eine kinetische energie von 5000000 joule hat
ein auto das mit 50 km/h fährt und 1000 kg masse hat eine kinetische Energie von 1250000 joule kann mann jetzt sagen das eine auto das eine höhere kinetische enrgie hat auch mehr kraft bei einem aufprall hat?
wenn ja dann könnte man doch die energie der autos die mit 50 gegen einander faren mal 2 nehmen dann würde man auf 2500000 joule kommen und das wäre dann kleiner als 5 mio joule und so hääte an die lösung oda liege ich da total falsch?
Photonenkopf
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Anmeldungsdatum: 14.07.2008
Beiträge: 405
Wohnort: Greifswald

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2008 - 01:19:17    Titel:

Das Problem ensteht nur dann, wenn die Wand als stabil angenommen wird, das Auto aber nicht.
Wand stabil, Auto verformbar:
Wenn also ein Auto gegen eine Wand mit 100 km/h fährt und dann zum stehen kommt, wird seine gesamte kinetische Energie in "Verformungsenergie" umgewandelt. Treffen 2 Autos mit 50 km/h aufeinander und nimmt man an, die Massen beider Autos sind gleich, so verformen sich beide Autos im selben Maße und nicht mehr so stark, als wenn ein Auto gegen die Wand fahren würde - die Verformungsenergie wurde bei jedem Auto halbiert. Die Gesamt - Verformungsenergie Bilanz bleibt dabei trotzdem immer dieselbe. Spontan könnte man jetzt also sagen, dass die Kraftwirkung bei jedem Auto halbiert wurde.
Wenn ich also gegen eine ultraharte Wand fahre mit 100 km/h, so wird das wahrscheinlich doppelt so schmerzvoller, als wenn ich gegen ein anderes Auto mit 50 km/h fahre, welches sich die Verformung "mit mir teilt".
Jooogy
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Anmeldungsdatum: 08.09.2008
Beiträge: 14

BeitragVerfasst am: 18 Sep 2008 - 10:39:22    Titel: ähnliche Aufgabe

Hallo,


Meine Aufgabe:

Zwei Fahrzeuge gleicher Masse prallen frontal aufeinander, wobei gilt :

a.) beide Fahrzeuge prallen mit gleicher Geschwindigkeit aufeinander
b.) das eine Fahrzeug mit der Geschwindigkeit 2·v prallt gegen das in
Ruhe befindliche Fahrzeug.

Wie groß ist in den beiden Fällen der in Zerstörungsarbeit bzw. Wärme
umgewandelte Anteil der ursprünglich vorhandenen kinetischen Energie
der Fahrzeuge.


Mein Lösungsansatz:

zu a.): Beide Autos wiegen 1000kg und fahren 13,9 m/s schnell.

Ekin = 1/2*m*v^2 = 96605 J (Ekin für ein Auto!)

Wie rechne ich das jetzt in Wärmeenergie um? Für den Fall a.) müsste doch die gesamte kinetische Energie (also 2*96605 J) in Zerstörungsarbeit, bzw. Wärme umgewandelt werden... ?!

zu b.): Ein Auto steht, ein Auto fährt mit 27,8 m/s dagegen.

Das stehende Auto hat durch seine Masse von 1000kg und der Trägheit eine Kraft F, die dem Aufprall des fahrenden Autos entgegen wirkt. (Reibung vernachlässigt)

Fg = m*g = 9810 N

Ekin des fahrenden Autos: 1/2 * 1000kg * 27,8 m/s^2 = 386420 J

Bitte nur Denkanstöße.

Danke,

J*
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 18 Sep 2008 - 11:14:03    Titel:

Du solltest auf jeden Fall berücksichtigen, dass beim frontalen Crash der Schwerpunkt des verkeilten Systems genau am "ground Zero" liegen bleibt, während sich im Fall b) der Schwerpunkt verschiebt (Impulserhaltung!) Das hilft Dir, falls du erwogen hattest, im Fall b) die vierfache Bewegungsenergie in Rauch aufgehen zu lassen.
Jooogy
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Anmeldungsdatum: 08.09.2008
Beiträge: 14

BeitragVerfasst am: 18 Sep 2008 - 11:28:19    Titel:

Ja, genau. Im Fall a.) bleiben die Autos an Ort und Stelle liegen, da sich beide kinetischen Energien gegeneinander aufheben.

Im zweiten Falle aber ist die Energie des fahrenden Autos wesentlich größer, als die des stehenden Autos. Also schiebt der fahrenen Wagen den stehenden noch mit verminderter Geschwindigkeit weiter. Also da der Impuls vorher genauso groß sein muss wie nachher und die Autos das gleiche Gewicht haben, bewegen sie sich zusammen mit halber Geschwindigkeit weiter.

Ekin,vorher = Ekin,nachher + deltaU (Änderung der inneren Energie, durch Deformation)


Zuletzt bearbeitet von Jooogy am 18 Sep 2008 - 12:00:50, insgesamt einmal bearbeitet
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