Aufprall nach freiem Fall

Sapsi · Anmeldungsdatum: 06.01.2015 Beiträge: 3

Meine Frage:
Hallo liebe Mitglieder,
ich habe Probleme mit der Mechanik, da ich Elektrotechniker bin und mich mit der Materie nicht gut auskenne.

Zur meiner Frage:
Für meine Thesis muss ich ein Schocktest realisieren.
Das Objekt um das es sich handelt ist eine Leiterkarte.
Diese Karte muss einem freien Fall ausgesetzt werden, dabei muss die Leiterkarte eine bestimmte Aufprallbeschleunigung haben. Gesucht ist die Höhe aus der ich die Karte fallen lassen muss!!!

Dabei habe ich folgende Werte gegeben:
Aufprallbeschleunigung= 20 G
Leiterkarte= 200 gramm
Aufprallfläche= länge*breite = 161 mm*2 mm = 0,000322 m² (fällt auf die Kante!!!)
Elastizitätsmodul= 25GPa = 25.000.000.000 N/m² (vom Datenblatt der Leiterkarte)
Höhe der Karte= 243 mm

Meine Ideen:
Ich hab es wie folgt versucht:
1. Aufprallbeschleunigung berechnet
a= G*g = 20 G * 9,81 m/s² = 196,2 m/s²

2. Aufprallkraft berechnet
F= m*a = 0,2 kg * 196,2 m/s² = 39,24 N

3. mechanische Spannung berechnet
sigma= F/A = 39,24 N / 0,000322 m² = 121863,35 N/m²

4. Dehnung berechnet
epsilon= sigma / Elastizitätsmodul = 121863,35 N/m² / 25.000.000.000 N/m² = 0,0000049

5. Stauchung der Leiterkarte berechnet
delta l= epsilon * höhe der Karte = 0,0000049 * 243 mm = 0,001184512mm

6. Höhe freier Fall berechnet mit Hilfe der Bremsverzögerung

a= v²/(2*s)

v= Wurzel(2*g*h)

a= (2*g*h)/(2*s) = (g*h)/s

h= (a*s)/g = (196,2 m/s² * (0,001184512mm /1000)) / 9,81 m/s²
h= 0,000024 m

Die Höhe ist viel zu gering, um sie fallen zu lassen.
Wo ist mein Fehler?

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Was ist eine Aufprallbeschleunigung von 20 G?

20 G heißt üblicherweise die 20fache Gewichtskraft. Natürlich wird einen Körper, auf den eine Kraft von 20G wirkt, mit a=9,81m/s²*20 beschleunigt. Das hat dann aber nichts mit "Aufprall" zu tun.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Am Vorschlag gäbe es einigens rumzumäkel (beispielsweise würde ich die Abbremsung auf den Schwerpunkt beziehen und Zwischenwerte vermeiden) - geschenkt! Mit derselben Grundidee (Stauchung infolge des Sturzes) komme ich über verschiedene Ansätzen auf ähnlich irrsinnige(?) Werte bei 10 µm.
Da stimmt vermutlich konzeptionell irgendwas nicht. grübelnd

Sapsi · Anmeldungsdatum: 06.01.2015 Beiträge: 3

@E=mc2
hab mich falsch ausgedrückt die Bremsverzögerung soll die 20 fache ErdBeschleunigung haben und dafür ist die Höhe gesucht aber kann mir nicht vorstellen das meine berechnete Höhe richtig ist

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1213

Sapsi · Anmeldungsdatum: 06.01.2015 Beiträge: 3

@ hansguckindieluft danke schonmal
habe mal zum test 1ms genommen und kamen schon knapp 2m raus, dies erscheint mir jedoch viel zu hoch für so eine geringe Beschleunigung

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1213