Wie berechne ich die Aufschlagskraft?
Hallo liebe Physikfreunde, mein Anliegen ist das Folgende: Ich suche eine Formel zu Berechnung der Aufschlagskraft im freien Fall. Konkret geht es um einen Körper 12,5 kg der aus einer Höhe von 3 m fällt. Mit welcher Kraft schlägt dieser auf den Boden ein?
4 Antworten
Die Geschwindigkeit, mit der der Körper auf den Boden aufschlägt kann man leicht berechnen. Das Produkt aus der Masse des Körpers und seiner Geschwindigkeit ist sein Impuls. Beim Aufprall ist der Kraftstoß gleich der Impulsänderung. Da der Körper zur Ruhe kommt. ist der Betrag des Kraftstoßes gleich dem Impuls vor dem Aufschlag.
Folglich kann man in diesem Beispiel lediglich eine sichere Aussage über den Kraftstoß machen.
Gruß, H.
t1 = wurzel (2h/g) "zeit bis zum Aufprall"
v = g wurzel (2h/g) "Geschw. beim Aufprall"
p = m g wurzel (2h/g) "Impuls vor dem Aufprall"
da der Impuls nach dem Aufprall Null ist, beträgt die Impulsänderung
| Δp | = | m g wurzel (2h/g) |
F = |Δp| / t2 "mittlere Stoßkraft mit t2 = Aufprallzeit"
F = | m g wurzel (2h/g) | / t2
setz deine daten ein und fertig ;)
Die Endgeschwindigkeit ergibt sich aus der Fallhöhe.
Die Aufschlagskraft ist gleich Masse mal Bremsbeschleunigung. Letztere ließe sich ggfs. auch aus dem Bremsweg des Körpers berechnen oder aus der Bremszeit. Aber dazu hast Du uns noch keine Angaben gemacht.
Bei null Bremsweg, d.h. ohne jegliche Verformung von Fallkörper oder Boden, wäre die Aufschlagskraft unendlich groß. Kurioserweise würde für einen fallenden Menschen theoretisch die unendlich große Aufschlagskraft ohne jegliche Verformung auch Verletzungsfreiheit bedeuten. Zu den verletzungsfreien Körperverformungen gehört hier v.a. die Kniebeuge.
Die Kraft ist unabhängig von der Höhe F= m * g = 12,5 kg * 9,81 m/s² = 123 N.(Newton). Die Energie ist allerdings abhängig von der Höhe. E = m * g * h = 12,5kg * 9,81 m/s² * 3 m = 369 Nm = 369 J (Joule)
Hast du mitbekommen, daß nach der Aufschlagkraft, nicht nach der Lagekraft gefragt wurde ?