[derkleenemicha]

Moin Moin,

ich habe folgendes Problem ( fuer alle die zwischen den Feiertagen zuviel Zeit haben ):

Ich moechte gerne feststellen welche Kraft entsteht wenn jemand auf dem Dach eines fahrenden Zuges gegen ein festes Hinderniss prallt.

(bekannt aus vielen Filmen, wo der Wasserturm in den Weg kommt)

Nun liegt meine Schulzeit doch schon ein wenig zurueck, und trotzdem ich mich fuer Physik grundsaetzlich interessiere (ala "Alpha Centrauri - Lesch") habe ich es nicht so mit Formeln.

Wer koennte mir dabei helfen?

Die Geschwindigkeit des Zuges kann X sein (austauschbar), der Koerper mit dem man kollidiert sollte fest sein.

Wenn es geht schreibt mir doch auch bitte was einzelne Zeichen bedeuten?

Ich habe natuerlich schon im Internet gesucht (Bing, Google geht bei mir ned ) aber nichts richtiges gefunden, nur ab welcher Geschwindigkeit der Aufprall toetlich waere.

Wuerde sich etwas aendern wenn z.b. Koerpergewicht unterschiedlich ist? oder Aufprallflaeche?

Danke schonmal. ....

[Octal]

Deine kinetische (=Bewegungs-) Energie berechnest du mittels 1/2m*v^2
m ist deine Masse, nehmen wir einfach mal 85kg an. v ist die Geschwindigkeit, hier einfach mal 30m/s (knapp über 100km/h)

E= 0,5 * 85kg * (30m)^2 = 38250 Joule.

Um die Kraft zu berechnen, benötigt du allerdings eine Beschleunigung (in diesem Fall das Bremsen, also eine negative Beschleunigung), wofür man allerdings einen Weg braucht. Denn ohne Bremsweg, wäre die Beschleunigung, und damit auch die kraft, unendlich groß.
Nehmen wir hier einfach mal an, dass der Bremsweg 0,2 Meter beträgt. (Der Körper gibt nach, ruscht weg, was auch immer.)

Beschleunigung = ( Endgeschwindigkeit^2 - Anfangsgeschwindigkeit^2 ) / ( 2 * Weg )
a = ((0m/s)^2-(30m/s)^2) / (2*0,2m) = -2250 m/s^2

Diese Beschleunigung erfährst du also beim Aufprall.
Die Kraft ergibt sich aus Masse * Beschleunigung = 85kg * (-2250m/s^2) = 191250 Newton

Die Kraft ist aber nicht wirklich anschaulich. Viel interessanter ist die Beschleunigung.

Die Gravitationsbeschleunigung, also die Beschleunigung Richtung Erdmittelpunk, beträgt 9,81m/s^2

Die Beschleunigung beim Aufprall wäre also etwa 230 mal so groß wie die Beschleunigung, die du richtung Erde verspürst.

[derkleenemicha]

super, danke Dir.

gibt es denn noch den Faktor der Aufprallflaeche?

beispielsweise wenn man gegen ein rohr lauft wirkt die Kraft ja konzentriert auf einer Stelle, wenn man hingegen gegen eine Wand mit der selben Geschwindigkeit laeuft verteilt sich das ganze doch, oder liege ich falsch.

Es geht mir darum, das ich mit einem Bekannten einen Film geschaut habe. wo halt jemand auf nem fahrenden Zug nen Ast an den Schaedel bekommen hat.

Darueber haben wir dann diskutiert. Und nun denke ich seit dem letzten Wochenende darueber nach.

Aber danke schonmal fuer obige Antwort. Sehr gut und verstaendlich veranschaulicht.

[blackdragoo]

Wenn ich mich recht erinnere wird bei Berechnungen bei der Masse eingerechnet wird die Standardeinheit gewählt und die ist nicht kg sondern g. Demnach würde sich die kinetische Energie um das 1000x vergrößern.

[Octal]

Naja, das ist ein ganz normaler Dreisatz. Die Kraft von 191250 Newton wirkt auf dich. Nehmen wir einfach mal eine Aufprallfläche deines Körpers von 1,5m^2 an. Das wäre ein Druck (Druck ist definiert als Kraft pro Fläche) von 127500 N / m^2. Trifft dein Körper nun auf einen Gegenstand, der nur eine Fläche von 0,5 m^2 hat, wirkt auf diese Fläche eben 191250 N / 0,5 m^2 , also 382500 N / m^2

Dass dabei dein Körper nachgibt, sich um den Gegenstand biegt etc, habe ich einfach mal ausgeblendet. Sonst wird es sehr sehr kompliziert.

@blackdragoo: Nein

[runnic]

@blackdragoo J=Nm=kgm^2/s^2

[blackdragoo]

Ok die SI-Einheit ist doch kg. Ich frag mich woher sich das mit g bei mir eingbrannt hat...

[derkleenemicha]

Danke euch! Super erklaert! Ja, das ein nachgebender Koerper komplizierter zu berechnen waere glaube ich wohl.

denke mal wir machen hier


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