Welche Formeln?

Gast

Hatte in einer Arbeit folgende Aufgabe vor mir:

Eine elastische Wandabschirmung (Matte) von 40cm Dicke kann Personen, wenn sie auf die Wand aufprallen, abbremsen.
Wie stark muss die Matte zusammen gepresst werden, wenn ein Kind von 30kg Masse mit 10km/h auf die Matte trifft und die Bremskraft nicht grösser als 1000N sein darf?

Also 1. weiss ich nicht welche Formeln ich hierzu verwenden muss, und 2. verstehe ich die Sache mit den 1000N nicht... Hilfe

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

So wie ich das sehe, geht es hier um die Energieerhaltung bzw. die "Übernahme" der kinetischen Energie des Kindes durch die Verformung der Matte.
Die Kraftangabe besagt, dass die Matte auf Grund ihres Materials eine maximale Bremskraft von 1000 Newton aufbringen kann.

Gast

Beschleunigungsenergie = Deformationsenergie?

m/2*v^2 = 1/2*D*s^2

Das wären dann 30 cm. Korrekt?

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Ich hätte die kinetische Energie jetzt einfach mit einer x-beliebigen Arbeit a la Kraft mal Weg gleich gesetzt.
Denn wir haben hier ja keine Feder mit gegebener Federkonstante vorliegen.

Wo hättest du die 1000 Newton eingesetzt?
Welche Geschwindigkeit hast du quadriert?

Dreiländer · Anmeldungsdatum: 22.03.2009 Beiträge: 1 Wohnort: Basel CH

Gast

Ich werfe mal noch den ollen Newton in die Runde: F=m*a
mit a als negativer Beschleunigung.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Die Federkonstante können wir ja ganz einfach übers Hooksche Gesetz bestimmen.

F = D * s

Werte nun einsetzten und Formel umstellen nach D.

1000=D*40

25=D

Das heißt, dass die Federkonstante 25 beträgt.