Wie Viel G entspricht Wie viel Metern?
Hallo,
Ich komme bei folgender Rechnung nicht weiter:
Ich habe einen Gegenstand 15,4kg dieser darf bei stützen max. 10G Gewichtskraft ausgesetzt werden.
Aus welcher maximale Höhe darf ich den Gegenstand fallen lassen damit ich auf die 10 G kommen ?
Habe leider keinen Absatz dazu…
danke für eure Hilfe!
3 Antworten
die Kraft beim Aufprall ergibt sich aus einer Energiegleichung:
Potenzielle Energie vor dem Fall = Bremsenergie beim Aufprall. Erstere ergibt sich aus der Fallhöhe und der Masse, letztere aus der gesuchten Kraft mal dem Bremsweg*. Nach der Kraft auflösen, fertig.
*) Wie lang der Bremsweg ist? Das ist der gute Teil der Frage. Je nach Gegenstand kann das der Gesamtdurchmesser des Gegenstands sein (wenn der Gegenstand eine Sahnetorte ist), oder der Bruchteil eines Millimeters (wenn der Gegenstand eine Stahlkugel ist). Je kürzer der Bremsweg, desto größer die Kraft.
Du hast einen Gegenstand mit 15,4 kg und dieser würde zerstört werden bei 154 kg Aufprall. Gesucht ist die Absturzhöhe.
Kann man eigentlich nicht rechnen. Ein deformierbarer Gegenstand, ein Fußball wird eher nicht zerstört, als ein nicht deformierbarer Spröder Gegenstand, wie z.B. ein Betonstein, wenn dieser auf den Boden auftrifft. Ein Fußball prallt von der Fensterscheibe ab, aber ein Stein zerstört diese. Das liegt daran, dass die aufgewendete Kraft eben anders ist, auch wenn beide Gegenstände die gleiche Energie haben und Aufprallfläche.
Es muss also auch der Abbremsweg beim Aufprall gegeben sein, also auf welcher Strecke s baut der Fußball beim Aufprall seine Geschwindigkeit vollständig ab.
F = Ekin / s
Ekin ist die Kinetische Energie und s ist die Wegstrecke, die Knautschzone/Strecke (beim Auto)
Da Ekin = Epot = m * g* h
F = m*g*h / s
F = 154 kg * 9,81 und m * g = 15,4 * 9,81
154 kg * 9,81 = 15,4 * 9,81 * h / s
10 =h /s
Hier sieht man es hängt ab von der Höhe und dem Abbremsweg.
Beim Fallen wird jeder Gegenstand mit 1G beschleunigt.
Wieviel G der Gegenstand beim Aufprall am Boden abbekommt, lässt sich so nicht ermitteln.
Das hängt nämlich davon ab, in welchem Zeitraum er von seiner Fallgeschwindigkeit auf 0 "beschleunigt" wird - und das hängt wieder stark von der Bodenbeschaffung und der Beschaffung des Gegenstandes selbst ab.