Kraft, Impuls, Energie

herberta · Anmeldungsdatum: 02.02.2011 Beiträge: 5

Meine Frage:
Ich versuche gerade den Zusammenhang zwischen Impuls, Kraft und Energie mit einem mir selbst ausgedachten Musterbeispiel herauszufinden.

Angenommen ich gehe zuerst über eine 20cm (schlecht federnde) dicke Fußmatte mit v = 3 km/h, und danach mit selber Geschwindigkeit v = 3 km/h über eine 4 cm (gut federnd) dünne Fußmatte.
Ich nehme mal an, da ich dieselbe Masse und dieselbe Geschwindigkeit habe, dass mein Kraftvektor F konstant bleibt?

Da ich aber bei der dickeren Fußmatte mehr Weg zurücklege (Matte gibt mehrere cm nach) von der Einleitung der Kraft bis zur erneuten Abstoßung des Fußes, hab ich hier einen niedrigeren Impuls (oder andere Impulse ???). Hergeleitet von
p = m * v = m * (s/t) ? s wird größer, aber t wird wesentlich größer
s nehme ich hier an als den vertikal zurückgelegten Weg der Fußsohle im Moment des Auftreffens bis zum Abstoßen
t nehme ich an als die Zeit solange die Bodenreaktionskraft vorhanden ist

Was ich aber nicht verstehe ist, dass meine benötigte Energie dieselbe ist:
Ekin = 1/2 * m * v²
Obwohl jeder weiß, dass es viel anstrengeder ist auf dicken Matten zu laufen, als auf dünnen.

Meine Ideen:
P.S.: Beim Schreiben dieser Frage, ist mir aufgefallen, dass ich nicht einmal weiß ob man den Impuls selber zu verschiedenen Zeitpunkten betrachten kann, oder ob es in diesem Beispiel nur einen Impuls gibt. Ich bin mir leider bewusst, dass ich hier viele Basics durcheinanderbring :(

Hilfe !
Gruß
Herbert

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Dein Musterbeispiel hat es durchaus "in sich". Es laufen unterschiedliche energetische Prozesse ab, insbesondere zur Erwärmung Deines Körpers, der Atemluft und der Fußmatte. Diese Teile sind als mechanische Energie nicht mehr vorhanden. Ähnliches Beispiel: Lockeres Schneeschuhlaufen einen Kilometer oder denselben Kilometer durch denselben tiefen Schnee stapfen.

Deshalb geht man bei grundlegenden physikalischen Vorgängen gern erstmal von super-einfachen Vorstellungen aus, zum Beispiel der Bewegung von Punkten oder dem Zusammenstoß ideal elastischer Kugeln. (Als Schüler hatte ich ein wunderbares Buch in den Händen, "Physik im Kosmos" wohl, wo sogar noch die Schwerkraft gewissermaßen außer Betrieb gesetzt wurde.)

herberta · Anmeldungsdatum: 02.02.2011 Beiträge: 5

soll ich das beispiel also über bord werfen ?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Ich denke, dass du die Aufgabe auf jeden Fall etwas abändern solltest!!