Springen naar inhoud

Krachtberekening bij vrije val lichaam


  • Log in om te kunnen reageren

#1

wetenschapsvraag

    wetenschapsvraag


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 mei 2012 - 07:37

Ik heb het gehele forum doorlopen en zit met een volgende vraag.
Als ik 80 kg weeg en een vrije val maak (bijvoorbeeld ik val rechtlijnig van een verdieping 2,5 m hoogte naar beneden). Met welke kracht kom ik dan a) op een betonnen vloer terecht en b) op een vertikaal uitstekende stalen staaf terecht (bijvoorbeeld staaf is 1 meter hoog en 10 mm dik) en volledig in het lichaam terechtkomt.

Aanname er is geen luchtweerstand. De valversnelling mag ik dan op 9,8 m/s2 stellen? Of moet ik deze opnieuw berekenen?

Met potentiele energie = kinetische energie (m.g.h.=1/2.m.v2) kan ik de valsnelheid berekenen ofwel 7,1 m/s. Of moet ik voor deze berekening al rekening houden met het zwaartepunt van het lichaam (ca. 1 meter hoogte, navelhoogte) dus niet 2,5 meter maar bijvoorbeeld 3,5 meter nemen?

Wel vanaf 2,5 meter ben je dan in ca. 0,7 seconden beneden.
F= m.a= ca. 800 Newton. Hoe moet je dan rekening houden met de hoogte?

En hoe bereken je dit als je in plaats van op de betonnen grond op een obstakel val als een verticale stalen staaf van 1 meter hoogte en 10 mm dikte die volledig in het lichaam treedt.
Ik ben benieuwd wie hier op wil reageren.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Echtepino

    Echtepino


  • >250 berichten
  • 794 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 mei 2012 - 10:52

Die hoogte is eigenlijk helemaal niet van belang als je geen rekening houdt met luchtweerstand.
Een mensenlichaam valt uiteindelijk met 200 km/u op de grond en een kat met 100 km/u. Dat is de praktijk als je dus wel rekening houdt met luchtweerstand.

In jouw geval is de kracht dus altijd alleen afhankelijk van de massa.
Als je de val kunt opvangen met je knieën dan kun je berekenen welke versnelling er op je lichaam werkt bij het afremmen.

#3

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5395 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 mei 2012 - 13:03

Je geeft zelf eigenlijk al een flink deel van het antwoord: je weet de kinetische energie.
Die energie moet verdwijnen, en hoe sneller die verdwijnt hoe groter de krachten. Dus is de remweg nodig.
Die remweg hangt weer af van hoe je valt (plat, op de benen, noem maar op).
Wat je behoort te doen is de grootheden in je formules meenemen. Zo leidt 1/2mv2 tot kg m2/sec2 dus Joules (energie)

De remweg is in meters. Joules/Meter is kgm/sec2 dus Newton (kracht).
F=m*a. F weet je, m weet je dus kan je a uitrekenen, oftewel de G krachten tijdens de botsing zijn uit te rekenen.

Die staaf en de remweg en de krachten en het al dan niet volledig spiesen hangen van allerhande variabelen af, sterkte van het weefsel, kleren, komt de staaf onderweg botten tegen (lekker luguber..). Maar als je de kracht boven hebt uitgerekend, is het ook een klein kunstje om de druk uit te rekenen op de pakweg 78mm2 staafoppervlak. Je ziet dan dat die druk enorm is, en dat er dus waarschijnlijk van een shasliek effect gesproken kan worden.

Veranderd door Uphoff, 23 mei 2012 - 13:07

Motus inter corpora relativus tantum est.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures