kraft von kiste auf auto < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:29 Fr 29.09.2006 | | Autor: | Gwin |
hallo zusammen...
ich habe folgende frage...
in einem auto ist der fahrer raum durch eine wand vom laderaum getrennt...
im laderaum befindet sich eine kiste...
erste stuation: kiste steht einen meter von der trennwan entfernt --> das auto bremmst und die kiste rutscht gegen die trennwand
zweite situation: kiste steht an der wand und das auto bremst...
wie groß ist der kraft unterschied der auf die wand wirkt?
wie kann man die kraft berechnen?
macht man das über potentielle energie?
mfg Gwin
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Hallo.
Erstmals wollte ich fragen ob du keine angaben hast oder ob du das nur allgemein besprechen sollst?
Im prinzip musst du das über das Kraftgesetz ausrechnen. F=m*a
a ist die Beschleunigung mit der das Auto bremst. Nehmen wir an das Auto bremst mit einer konstanten negativen Beschleunigung a, so wird die Kiste mit dieser Beschleunigung auf die Trennwand rasen. Bei der 2ten Situation beschleunigt die Kiste ebenfalls nur sieht man das nicht solange es die trennwand aushält. Aber es ist dieselbe kraft.
mfg daniel
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:30 Fr 29.09.2006 | | Autor: | Gwin |
hi nitro1185...
danke für deine antwort...
so bzw. so ähnlich hatte ich es mir schon gedacht...
habe jetzt mal versucht es mal mit werten zu rechnen...
[mm] \Delta [/mm] v = 100 km/h = 27,8 m/s
[mm] \Delta [/mm] t = 2 sekunden
[mm] m_{kiste}=500kg
[/mm]
kiste steht 1m von der wand entfernt
--> [mm] a=\bruch{\Delta v}{\Delta t}=13,9 m/s^{2}
[/mm]
--> der wagen bremst konstant mit einer beschleunigung von
13,9 [mm] m/s^{2} [/mm]
nächste annahme:
der aufprall im fall 1 von der kiste mit der wand dauert 30 ms
mein versuch:
fall 2: a=13,9 [mm] m/s^{2} [/mm] --> [mm] F=13,9m/s^{s}*500kg [/mm] = 6950 N
fall 1: die kiste benötigt 1m/27,8m/s = 0,036 s um den einen meter zu überwinden.
in diesen 36 ms hat der wagen seine geschwindigkeit um 0,5 m/s verringert --> in den 30 ms des aufprall erfährt die kiste eine beschleunigung von (0,5 [mm] m/s)/30+10^{-3}s=16,5m/s^{2}
[/mm]
--> [mm] F=500kg*16,5m/s^{2}=8273 [/mm] N
der kraft unterschied den die wand erfährt beträgt somit 1323 N
ist das so richtig gerechnet?
mfg Gwin
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:23 Fr 29.09.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo Gwin
1. der 2. Fall ist richtig.
Randbemerkung: [mm] 14m/s^{2} [/mm] ist für ne Bremsung mit PKW eigentlich zu groß!
2. Betracht den Fall aus sicht der Wand: die Kiste rast mit der Beschleunigung a=13,9 aus der Ruhe (v=0 gegenüber Wand) und 1m Abstand auf sie zu.
Dann gilt NICHT t=s/v sondern wegen [mm] s=a/2*t^{2}
[/mm]
[mm] t=\wurzel{2*s/a} [/mm] bei mir ca.0,37s
die AufprallGeschwindigkeit ist dann v=a*t (relativgeschw. im Moment des Aufpralls.)
jetzt kommt erst deine Rechnung mit den 30ms.
Da das Auto während des Zusammenstosses ja weiterhin bremst, ist das nur etwa richtig, eigentlich kommt noch die rel. Geschwindigkeitsänderung während der 30ms dazu. das macht noch mal ca.10%mehr aus!
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:57 Fr 29.09.2006 | | Autor: | Gwin |
hi leduart...
dein einwand leuchtet mir ein...
nur das ergebniss das ich dann rausbekomme find ich sehr komisch...
zeit der kiste um den einenmeterzu überwinden = 0,37s
- in diesen 0,37 sekunden verringert der pkw seine geschwindigkeit um 5,1m/s
- in den 30 ms die der aufprall dauert verringert der pkw seine geschw. nochmals um 0,41 m/s
--> gesamt änderung der geschwindigkeit = 5,5 m/s
--> eine beschleunigung von 185 [mm] m/s^{2}
[/mm]
--> F=92,67 kN
dieses ergebniss erscheint mir sehr sehr viel zu groß oder?
dadurch währe ja der kraftunterschied 86 kN...
kann ich für die kraftdifferenz einfach das ergebniss vom 2 fall nehmen wie es ist oder muß ich dafür die 30 ms noch irgendwo berücksichtigen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:50 Sa 30.09.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo
Ich glaub schon, dass das stimmen kann! denk mal an nen Ziegelstein, der auf deinem Kopf liegt und einen anderen, der aus über 1m Höhe auf deinen Kopf fällt!
Du solltest noch den Bremsweg ausrechnen, die Kiste + Rückwand wird um ca 8cm eingedrückt. Wenn die Kiste mehr "knautschzone" hat wird die Kraft kleiner.
Die Rechnung beweist, warum man Gurte benutzen muss.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:56 Sa 30.09.2006 | | Autor: | Gwin |
hi leduart...
wenn das so stimmt ist das echt sehr sehr beeindruckend...
das mit den verformungen lasse ich ersteinmal außen vor...
dann müste man ja auch noch haft- und gleitreibung, lftwiederstand etc. berücksichtigen und das ist dann doch zu viel des guten... das sollen dann doch lieber die physiker machen  ...
abernochmal die frage nach den 30 ms im 2. fall...
muß die zeit dort inkeinster weise berücksichtigt werden?
schuldigung wenn ich damit so nerve aber das interessiert mich sehr...
und die 7 kN ist das die kraft die ünber den gesamtenbremsvorgang wirkt oder zu jedem zeitpunkt während des bremsvorgang?
mfg Gwin
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:43 So 01.10.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wegen F=m*a wirkt die Kraft bei konstantem a die ganzen 30ms. (dabei ist a=const. natürlich vielleicht nicht ganz realistisch!d.h. man rechnet ne Art Durchschnittskraft aus.
Im 2.fall rechnet man damit, dass die Kiste mit der Wand fest verbunden ist, sich also keinen mm bewegt, Wenn du sehr interessiert bist kannst du ja mit 1cm Abstand und danach die 30ms rechnen! da sie fet vebunden sind wird die Beschl. des Autos direkt übertragen! Beim Beschleunigen an der Kreuzung wirst du nur gegen die Rückenlehne gepresst, beim Bremsen gegen den Gurt gedrückt, oder fleigst ohne gegen die Scheibe!
Gruss leduart
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