Axt spaltet Holzklotz

Julia1701 · Gast

Meine Frage:
Ich lerne gerade für meine Physik Klausur zum Thema Mechanik. Seit einer Stunde hänge ich jetzt an folgender Aufgabe: Ein Arbeite spaltet Holz mit der Axt. In einem Klotz bleibt die Axt stecken. Wie muss er auf eine starre Unterlage schlagen: mit dem Klotz oder der Rückseite der Axt nach unten, um den Klotz zu spalten? Begründe physikalisch, du sollst dabei vorraussetzen, dass die Masse der Axt kleiner ist als die des Klotzes.

Ich habe mir schon diverse Videos zum Thema angeschaut, bin aber auf keine Lösung gekommen. Vielleicht könnt ihr mir ja helfen:)

Danke schonmal im vorraus:)

Meine Ideen:
Ich habe mir schon überlegt ob es etwas mit der Trägheit des Klotzes zu tun hat, aber wie genau weiß ich nicht.

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Ja, es hängt mit der Masse des Holzklotzes bzw. der Axt zusammen.

Wie man es vlt argumentieren könnte, wäre mit Energien: Wenn man mit dem Holz vorraus auf die starre Unterlage schlägt, werden Holz und Axt auf v=0 abgebremst.

Was passiert das mit den kin. Energien?
Das Holz trifft direkt auf die starre Oberfläche. Daher wird wohl die kin Energie in Verformungsenergie im Holz umgewandelt. Und "wie" wird verformt? Eine relativ ebene Fläche es Holzes trifft auf eine ebene statte Oberfläche. --> für das Vorhaben das Holz zu spalten also eher unspektakulär.

Und war passiert mit der E_kin der Axt? Auch sie wird in Verformungsenergie umgewandelt. Und zwar Verformung des Holzes und der Axt. Was wird mehr verformt? Das Holz, weil es weicher und spröder ist. Und "wie" wird es verformt? Eine sehr kleine Fläche (die Spitze der Axt) trifft auf das Holz --> es gibt eine sehr starke Verformung in einem kleinen Bereich (oder anschaulicher: "Die Axt dringt weiter ins Holz ein")

Und jetzt kann man sich überlegen, wie es ist wenn man mit der Axt voraus schlägt:
Die Axt trifft auf die starre Oberfl --> die E_kin der Axt führt zu einer Verformung der Rückseite der Axt.

Und was passiert mit der E_kin des Holzes? Da kommt wieder die Argumentation mit der kleinen Fläche der Spitze der Axt zum tragen (siehe oben)

Jetzt weiß man, wo die kinetische Energie groß sein sollte, damit man das Holz gut spalten kann. Und man weiß, dass die E_kin von m und v abhängt und dass v bei Holz und Axt aber gleich groß sein muss.