Physik /

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

A

Amelie

6 Followers
 

Physik

 

11/12/13

Klausur

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

 Stabhochsprung
Der Stabhochsprung ist eine Disziplin in der Leichtathletik, bei der die Springer mit Anlauf und mit Hilfe eines langen flex

Kommentare (1)

Teilen

Speichern

6

Energie, Newtonsche Mechanik und Kinematik im Bezug auf den Stabhochsprung (11P)

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Stabhochsprung Der Stabhochsprung ist eine Disziplin in der Leichtathletik, bei der die Springer mit Anlauf und mit Hilfe eines langen flexiblen Stabes eine hochliegende Sprunglatte überwinden. Die Anlaufbahn ist mindestens 45 Meter lang, die Anlaufgeschwindigkeit liegt bei etwa 9,5 m/s und die Springer erreichen eine Höhe von ca. 6m bei den Männern und ca. 4,80m bei den Frauen. KEL Physik Ablauf eines Stabhochsprungs Energiebetrachtung beim Stabhochsprung Da bei diesem Sport enorme Höhendifferenzen überwunden werden, ist diese Disziplin besonders attraktiv für Zuschauer. Diese Höhendifferenzen sind jedoch nur durch Energieübertragungsprozesse möglich. Die im Anlauf erworbene kinetische Energie wird kurzzeitig als Spannenergie im Stab gespeichert, welche dann fast vollständig in potentielle Energie umgewandelt wird. = Die Athleten versuchen ihre Geschwindigkeit beim Anlauf zu maximieren und erreichen als Stabhochspringer der internationalen Leistungsklasse Geschwindigkeiten von bis zu 9,5 m/s. Somit besitzt er bis zum Einstich des Stabes an der Matte nur kinetische Energie, welche im Idealfall komplett in potentielle Energie umgewandelt wird. So kann man, in dem man die kinetische Energie und die potentielle Energie gleichsetzt, die maximal Höhe berechnen: Epot = Ekin mig-hmax= 1/2'm'v v² 2.g hmax 2 Amélie Ein Athlet der Leichtathletik Disziplin Stabhochsprung 9,5 m/s 2.9,81 m/s² = 4,60m + 1m = 5,60m Ω OMEGA DUPLANTIS A SWE RANK 1 6.15 XO 19.03.2021 Armand Dulantis, der Stabhochspringer mit den derzeitigen Stabhochsprung Weltrekord von 6,15m (im Freien), 2020 Durch das Einsetzten der Geschwindigkeit der Stabhochspringer...

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Alternativer Bildtext:

der internationalen Leistungsklasse, liegt die maximal Höhe bei ca. 4,60m. Hinzu kommt, dass sich der Körperschwerpunkt ungefähr 1m darüber befindet, womit man die maximal Höhe auf etwa 5,60m anheben kann. Der Weltrekord liegt derzeit bei 6,15m (Armand Duplantis, 2020). Solche Sprünge sind jedoch erstmöglich, wenn die kinetische Energie verlustfrei umgewandelt wird und der Sportler während des Sprunges noch eigene Energie zuführt. E_sum Joule, E_pot / Joule, E_kin / Joule 2400 2200 Esum Epot 20 Ekin 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 t/s Zeit-Energie-Diagram des Stabhochsprungs Esum Letzte Anlaufphase Stabbiegungsphase Zeit-Energie-Diagramm des Stabhochsprungs bude Abstoßphase Freie Flugphase 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 Idealisiertes Zeit-Energie-Diagramm des Stabhochspr In dem Zeit-Energie-Diagramm ist zusehen, wann, wie viel und welche Energie während des Stabhochsprungs angewendet wird. Wie hier gut dargestellt wird, die kinetische Energie (Ekin) nimmt beim Anlaufvorgang langsam zu, während der Stabbiegungsphase und in der Luft nimmt sie ab, im Fall nimmt die kinetische Energie wieder rasant zu. Die potentielle Energie (Epot) herrscht während des Fluges und wird immer mehr, desto höher der Springer in der Luft ist. Wenn der Springer wieder an Höhe verliert, nimmt ebenfalls die potentielle Energie ab. Zusammen betrachtet wird relativ viel Energie beim Anlauf angewendet, während der Sabbiegungsphase am wenigsten und bei der Fufphase die meiste. Beispiel Rechnung der angewandten Energie eines Stabhochspringers : (Zeit nicht mit einbezogen, bezieht sich nicht auf das Zeit-Energie-Diagramm) 2 Werte: m = bsp.70kg Person, hmax = 5,60m, v=9,5 m/s, g = 9,81 m/s Epot = m.g.h = 70kg 9,81 m/s ² 5,60m = = 3845,52 J Ekin = 1/2 m. v 2 = 1/2.70kg. 9,5 m/s = 3158,75 J Dieses idealisierte Zeit-Energie-Diagramm des oben schon dargestellten Stabhochsprungs veranschaulicht vereinfacht die angewandte Energie, die bei einem Stabhochsprung herrscht. In der letzten Anlaufphase ändert sich kaum etwas an der angewandten Energie und die Geschwindigkeit des Springers ist nahezu konstant. Zwischen der Sabbiegungs- und Abstoßphase nimmt die Energiesumme ab, da sie im Stab gespeichert wird (Spannungsenergie). Wenn sich der Stab wieder entspannt, gibt er die Energie wieder an den Springer ab. Deswegen nimmt die Energiesumme wieder zu und ist noch mehr, da sich der Springer mit eigener Muskelkraft nach oben katapultiert. In der freien Flugphase bleibt die Energiesumme zeitlich konstant, die potentielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt. Newtonsche Mechanik im Bezug auf auf den Stabhochsprung Je mehr Kraft auf eine Masse ausgeübt wird, desto schneller Beschleunigt diese. Umso schwerer die Masse ist, umso mehr Kraft muss aufgewendet werden, um die gleiche Geschwindigkeit zu erzielen, wie bei einer leichteren Masse. Dies sind wichtige Bestandteile der Newtonschen Mechanik, welche sich sehr gut auf den Stabhochsprung beziehen lassen. Da sich Kraft, Masse und Beschleunigung berechnen lassen, möchte ich dies mit solch einen Sprung tun. Die Geschwindigkeit beträgt 9,5 m/s, die Sprungdauer liegt bei 4sek und die Masse soll im Beispiel 60 kg betragen. Beschleunigung: a= v/t a= 9,5 m/s = 2,375 m/s² 4sek. Kinematik Flug Strecke: h= 1/2 at Kraft: Ein Sprung mit diesen Werten benötigt eine Kraft von 142,5 N, die während des Sprunges auftretende Beschleunigung liegt bei 2,375m/s.² 2 F= m. a 2 h= 1/2.2,375m/s² 4² sek. = 19m 2 F= 60kg 2,375 m/s In der Kinematik beschäftigt man sich mit der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Strecke und der Zeit. Die Zeit des vorher genannten Beispiels ist schon Bekannt, die Beschleunigung wurde zuvor schon berechnet und die Geschwindigkeit ist ebenfalls schon Bekannt. Jedoch möchte ich die Geschwindigkeit noch einmal nach Prüfen und die zurückgelegte Flug Strecke des Springers Berechnen. = 142,5 N Flug Geschwindigkeit: V= g. t V= 2,375m/s 4sek. = 9,5m/s Die Fug Geschwindigkeit war Korrekt und beträgt 9,5m/s, die Flug Strecke beträgt 19m. Quellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Stabhochsprung https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/aufgabe/stabhochsprung https://de.wikipedia.org/wiki/Spannenergie https://www.google.com/amp/s/amp.sport1.de/article/5619807 https://kinder.wdr.de/radio/kiraka/nachrichten/klicker/weltrekord-stabhochsprung-100.html https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/102_springen_gehen_laufen_2.pdf http://www.ohg-sb.de/ags/jdm/hochsprung.pdf https://www.physikerboard.de/topic,467,-formelsammlung-klassische-mechanik-%28wuerfe%2C-schiefe-ebene%29.html https://youtu.be/pRqtnPoRpyU ,,Ich habe diese Aufgabe selbständig bearbeitet. Alle verwendeten Quellen und Hilfen habe ich angegeben."

Physik /

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

A

Amelie

6 Followers
 

Physik

 

11/12/13

Klausur

Stabhochsprung (Energie,Newtonsche Mechanik,Kinematik)

Dieser Inhalt ist nur in der Knowunity App verfügbar.

 Stabhochsprung
Der Stabhochsprung ist eine Disziplin in der Leichtathletik, bei der die Springer mit Anlauf und mit Hilfe eines langen flex

App öffnen

Teilen

Speichern

6

Kommentare (1)

A

So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

Energie, Newtonsche Mechanik und Kinematik im Bezug auf den Stabhochsprung (11P)

Ähnliche Knows

1

Kinetische Energie/Bewegungsenergie

Know Kinetische Energie/Bewegungsenergie thumbnail

14

 

9

2

Energie

Know Energie thumbnail

94

 

7

Compton Effekt - Handout

Know Compton Effekt - Handout thumbnail

15

 

11/12/13

3

Lernzettel mechanische Schwingungen und Wellen

Know Lernzettel mechanische Schwingungen und Wellen thumbnail

49

 

11/12/13

Mehr

Stabhochsprung Der Stabhochsprung ist eine Disziplin in der Leichtathletik, bei der die Springer mit Anlauf und mit Hilfe eines langen flexiblen Stabes eine hochliegende Sprunglatte überwinden. Die Anlaufbahn ist mindestens 45 Meter lang, die Anlaufgeschwindigkeit liegt bei etwa 9,5 m/s und die Springer erreichen eine Höhe von ca. 6m bei den Männern und ca. 4,80m bei den Frauen. KEL Physik Ablauf eines Stabhochsprungs Energiebetrachtung beim Stabhochsprung Da bei diesem Sport enorme Höhendifferenzen überwunden werden, ist diese Disziplin besonders attraktiv für Zuschauer. Diese Höhendifferenzen sind jedoch nur durch Energieübertragungsprozesse möglich. Die im Anlauf erworbene kinetische Energie wird kurzzeitig als Spannenergie im Stab gespeichert, welche dann fast vollständig in potentielle Energie umgewandelt wird. = Die Athleten versuchen ihre Geschwindigkeit beim Anlauf zu maximieren und erreichen als Stabhochspringer der internationalen Leistungsklasse Geschwindigkeiten von bis zu 9,5 m/s. Somit besitzt er bis zum Einstich des Stabes an der Matte nur kinetische Energie, welche im Idealfall komplett in potentielle Energie umgewandelt wird. So kann man, in dem man die kinetische Energie und die potentielle Energie gleichsetzt, die maximal Höhe berechnen: Epot = Ekin mig-hmax= 1/2'm'v v² 2.g hmax 2 Amélie Ein Athlet der Leichtathletik Disziplin Stabhochsprung 9,5 m/s 2.9,81 m/s² = 4,60m + 1m = 5,60m Ω OMEGA DUPLANTIS A SWE RANK 1 6.15 XO 19.03.2021 Armand Dulantis, der Stabhochspringer mit den derzeitigen Stabhochsprung Weltrekord von 6,15m (im Freien), 2020 Durch das Einsetzten der Geschwindigkeit der Stabhochspringer...

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Knowunity

Schule. Endlich Einfach.

App öffnen

Alternativer Bildtext:

der internationalen Leistungsklasse, liegt die maximal Höhe bei ca. 4,60m. Hinzu kommt, dass sich der Körperschwerpunkt ungefähr 1m darüber befindet, womit man die maximal Höhe auf etwa 5,60m anheben kann. Der Weltrekord liegt derzeit bei 6,15m (Armand Duplantis, 2020). Solche Sprünge sind jedoch erstmöglich, wenn die kinetische Energie verlustfrei umgewandelt wird und der Sportler während des Sprunges noch eigene Energie zuführt. E_sum Joule, E_pot / Joule, E_kin / Joule 2400 2200 Esum Epot 20 Ekin 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 t/s Zeit-Energie-Diagram des Stabhochsprungs Esum Letzte Anlaufphase Stabbiegungsphase Zeit-Energie-Diagramm des Stabhochsprungs bude Abstoßphase Freie Flugphase 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 Idealisiertes Zeit-Energie-Diagramm des Stabhochspr In dem Zeit-Energie-Diagramm ist zusehen, wann, wie viel und welche Energie während des Stabhochsprungs angewendet wird. Wie hier gut dargestellt wird, die kinetische Energie (Ekin) nimmt beim Anlaufvorgang langsam zu, während der Stabbiegungsphase und in der Luft nimmt sie ab, im Fall nimmt die kinetische Energie wieder rasant zu. Die potentielle Energie (Epot) herrscht während des Fluges und wird immer mehr, desto höher der Springer in der Luft ist. Wenn der Springer wieder an Höhe verliert, nimmt ebenfalls die potentielle Energie ab. Zusammen betrachtet wird relativ viel Energie beim Anlauf angewendet, während der Sabbiegungsphase am wenigsten und bei der Fufphase die meiste. Beispiel Rechnung der angewandten Energie eines Stabhochspringers : (Zeit nicht mit einbezogen, bezieht sich nicht auf das Zeit-Energie-Diagramm) 2 Werte: m = bsp.70kg Person, hmax = 5,60m, v=9,5 m/s, g = 9,81 m/s Epot = m.g.h = 70kg 9,81 m/s ² 5,60m = = 3845,52 J Ekin = 1/2 m. v 2 = 1/2.70kg. 9,5 m/s = 3158,75 J Dieses idealisierte Zeit-Energie-Diagramm des oben schon dargestellten Stabhochsprungs veranschaulicht vereinfacht die angewandte Energie, die bei einem Stabhochsprung herrscht. In der letzten Anlaufphase ändert sich kaum etwas an der angewandten Energie und die Geschwindigkeit des Springers ist nahezu konstant. Zwischen der Sabbiegungs- und Abstoßphase nimmt die Energiesumme ab, da sie im Stab gespeichert wird (Spannungsenergie). Wenn sich der Stab wieder entspannt, gibt er die Energie wieder an den Springer ab. Deswegen nimmt die Energiesumme wieder zu und ist noch mehr, da sich der Springer mit eigener Muskelkraft nach oben katapultiert. In der freien Flugphase bleibt die Energiesumme zeitlich konstant, die potentielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt. Newtonsche Mechanik im Bezug auf auf den Stabhochsprung Je mehr Kraft auf eine Masse ausgeübt wird, desto schneller Beschleunigt diese. Umso schwerer die Masse ist, umso mehr Kraft muss aufgewendet werden, um die gleiche Geschwindigkeit zu erzielen, wie bei einer leichteren Masse. Dies sind wichtige Bestandteile der Newtonschen Mechanik, welche sich sehr gut auf den Stabhochsprung beziehen lassen. Da sich Kraft, Masse und Beschleunigung berechnen lassen, möchte ich dies mit solch einen Sprung tun. Die Geschwindigkeit beträgt 9,5 m/s, die Sprungdauer liegt bei 4sek und die Masse soll im Beispiel 60 kg betragen. Beschleunigung: a= v/t a= 9,5 m/s = 2,375 m/s² 4sek. Kinematik Flug Strecke: h= 1/2 at Kraft: Ein Sprung mit diesen Werten benötigt eine Kraft von 142,5 N, die während des Sprunges auftretende Beschleunigung liegt bei 2,375m/s.² 2 F= m. a 2 h= 1/2.2,375m/s² 4² sek. = 19m 2 F= 60kg 2,375 m/s In der Kinematik beschäftigt man sich mit der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Strecke und der Zeit. Die Zeit des vorher genannten Beispiels ist schon Bekannt, die Beschleunigung wurde zuvor schon berechnet und die Geschwindigkeit ist ebenfalls schon Bekannt. Jedoch möchte ich die Geschwindigkeit noch einmal nach Prüfen und die zurückgelegte Flug Strecke des Springers Berechnen. = 142,5 N Flug Geschwindigkeit: V= g. t V= 2,375m/s 4sek. = 9,5m/s Die Fug Geschwindigkeit war Korrekt und beträgt 9,5m/s, die Flug Strecke beträgt 19m. Quellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Stabhochsprung https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/aufgabe/stabhochsprung https://de.wikipedia.org/wiki/Spannenergie https://www.google.com/amp/s/amp.sport1.de/article/5619807 https://kinder.wdr.de/radio/kiraka/nachrichten/klicker/weltrekord-stabhochsprung-100.html https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/102_springen_gehen_laufen_2.pdf http://www.ohg-sb.de/ags/jdm/hochsprung.pdf https://www.physikerboard.de/topic,467,-formelsammlung-klassische-mechanik-%28wuerfe%2C-schiefe-ebene%29.html https://youtu.be/pRqtnPoRpyU ,,Ich habe diese Aufgabe selbständig bearbeitet. Alle verwendeten Quellen und Hilfen habe ich angegeben."