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Sprungkraftdiagnostik

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Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

18:49 Uhr, 17.07.2014

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Hallo,

ich habe eine Frage zu einem Beispiel der Sprungkraftdiagnostik.

Und zwar soll ich für dieses ua. den Kraftstoß errechnen. Hier häng ich aber bedauerlicherweise total.

Prinzipiell ist mir klar, dass es hier darum geht eine Fläche unter der Kurve auszurechnen, dh. ein bestimmtes Integral vonnöten ist um auf die Lösung zu kommen. Nur verstehe ich nicht ganz, wie ich jenes Integral hier aus der Angabe verwenden kann.

Ich habe auch die Lsung zu diesem Beispiel, aber diese verwirrt mich nur noch umso mehr. Es leuchtet zwar ein, dass es hier zuallererst einer negativen Beschleunigung bedarf und deswegen die erste Fläche unter der X-Achse verläuft, aber ab dem Punkt A2 kann ich es nicht mehr nachvollziehen.

Hier wird durch 2 dividiert, dann müsste es sich hier ja um das Integral handeln, aber warum wird auf das Quadrieren verzichtet?

Ich konnte leider die Angabe nur über das Internet hochladen, falls mir jemand helfen möchte, bitte ich gleichsam um sehr einfache Erklärungen.

Vielen Dank.

Angabe

http//www.directupload.net/file/d/3686/koyw4qts_png.htm

Foliensatz zur Sprungkraftdiagnostik

http//www.directupload.net/file/d/3686/6zlo5imw_png.htm


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
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Daniel1983

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18:51 Uhr, 17.07.2014

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Die Lösung zum Beispiel wäre

Δp =-0.15·400+(0.1·800)/2+0.3·800+(0.05·800)/2- (0.05·800)/2=220
Ns

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Daniel1983

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19:00 Uhr, 17.07.2014

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CMJ bedeutet im Übrigen Counter Movement Jump

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Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

19:54 Uhr, 17.07.2014

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Um nochmals meine Gedanken widerzugeben:

Wenn man davon ausgeht, dass es sich beim Lösungsweg
Δ p =-0.15·400+(0.1·800)/2+0.3·800+(0.05·800)/2- (0.05·800)/2=220Ns um

Δ p = | A 1 | + | A 2 | + | A 3 | | A 4 | h a n d e l t

Dann wäre -0.15* 400 A 1

(0.1*800)/2 A2

0.3*800 A3

und 0.05*800 - (0.05*800)/2 A4

wie hier das Integral zur Anwendung kommt leuchtet mir allerdings nach wie vor nicht ein

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anonymous

anonymous

20:40 Uhr, 23.07.2014

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schau mal:

CMJ
Frage beantwortet
Daniel1983

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20:46 Uhr, 23.07.2014

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Wahnsinn!!

Vielen herzlichen Dank, das ist eine super Hilfe! Wollte dir Prüfung nächste Woche schon verschieben, aber dank dir werd ich wohl nun doch antreten!

Merci becaucoup!!

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anonymous

anonymous

21:29 Uhr, 23.07.2014

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du brauchst doch nichts zu verschieben: schaue dir die Diagramme an und übertrage das dort Geschriebene auf die Beispielaufgabe.

delta p wird durch Berechnung der entsprechenden Flächen ermittelt. oft braucht man dazu die Integralrechnung - die Flächen der Beispielaufgabe sind aber so einfach zu ermitteln, dass du solch ein "Hammer" nicht einsetzen musst: es sind nämlich alle halbe Rechtecke (daher der Faktor 1/2 - also 1/2*Länge*Breite)
Daniel1983

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10:53 Uhr, 25.07.2014

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Δ p = 0 s 0 , 85 s F ( t ) d t Δ p = ( 1 2 * 0 , 15 * ( 800 400 ) + 1 2 * 0 , 15 * ( 800 400 ) ) + 1 2 * ( 0 , 4 0 , 3 ) * ( 1600 800 ) + ( 0 , 7 0 , 4 ) * ( 1600 800 ) + 1 2 * ( 0 , 75 0 , 7 ) * ( 1600 800 ) 1 2 * ( 0 , 8 0 , 75 ) * ( 800 0 ) = ...

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anonymous

anonymous

11:00 Uhr, 25.07.2014

Antworten
...ich kann keine Frage erkennen?!
Daniel1983

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11:56 Uhr, 25.07.2014

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Sorry, bin grad am Ausformulieren. Hab es vorhin versehentlich abgeschickt.
Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

13:04 Uhr, 25.07.2014

Antworten

Hallo,

also beim Kraftsto� und wie du nun das bestimmte Integral genau anwendest, bestehen bei mir noch einige Unklarheiten.

Die erste Unklarheit besteht in der Grundformel. Du hast hier 0 s 0 , 8 s F t d t skizziert. Nun m�sste man ja eigentlich Fb - Fa rechnen. Diese Rechenschritte sind f�r mich aber nicht erkennbar.

( 1 2 * 0 , 15 * ( 800 400 ) + 1 2 * 0 , 15 * ( 800 400 ) )

Nun zum ersten Teil: Sollte das Minus nicht eigentlich vor das 1/2 geh�ren, da wir hier eine negative Beschleunigung vorfinden? 0,15 ist klar, ebenso die 800-400. Warum man dann aber 800-400 berechnet... es geht hier nun ja wieder in eine positive Beschleunigung �ber. Macht f�r mich also auch wenig Sinn(ich gehe schon davon aus, dass deine Rechnung richtig ist, aber verstehen muss ich es eben auch, damit ich es bei anderen Beispielen richtig anwenden kann....)

Warum du nun die 1/2 hernimmst, habe ich leider auch noch nicht ganz durchschaut.. Kannst du mir das viell. noch erl�utern bzw wie liest du das aus der Angabe raus?

Antwort
anonymous

anonymous

13:08 Uhr, 25.07.2014

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...hab ich dir doch geschrieben: halbes Rechteck - also 0.5*Länge*Breite
leider habe ich erst heute abend wieder Zeit.
Daniel1983

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13:12 Uhr, 25.07.2014

Antworten

Das ist kein Problem.

Daniel1983

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13:16 Uhr, 25.07.2014

Antworten

Ich hab das natürlich gelesen. Aber schon alleine wie du auf dieses halbe Rechteck * Länge* Breite kommst, ist mir absolut schleierhaft. Ich versteh die Verbindung zu der Angabe leider nicht. Sorry!

Antwort
anonymous

anonymous

17:14 Uhr, 25.07.2014

Antworten
ich hab dir mal das CMJ-Diagramm "zersägt" und verzerrt, so dass es zu der Beispielaufgabe passt.
Außerdem habe ich die Rechtecke, von denen ich sprach, eingezeichnet und bunt markiert.
Der Rest müsste dir dann klar sein

CMJ-2
Daniel1983

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12:11 Uhr, 26.07.2014

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Super, vielen Dank. Ich werd das mal aufarbeiten und mich melden, wenn es noch eine Rückfrage gibt.

Daniel1983

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00:43 Uhr, 19.08.2014

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Hallo,

danke nochmals für deine Erklärungen. Ohne dich hätt' ich das nie durchschaut und auf einmal schaut alles ganz logisch aus. Eine Rückfrage hätte ich nun doch noch...

und zwar geht es um den Abschnitt im Zeitraum t 0,40 bis 0,70.. du hast diesen (0,7-0,4) mit (1600-800) multipliziert. Allerdings ergibt dies für mich keinen Sinn, da ja die Kraft F von 0,40 bis 0,70 konstant 1600Newton ausmacht.

Müsste man hier nicht (0,7-0,4)*1600 rechnen?

Vielen Dank!

Antwort
anonymous

anonymous

20:34 Uhr, 19.08.2014

Antworten
Beschleunigungsstoß = Integral(Relativkraft)dt wobei die Relativkraft = F(t)-F_G ist, also
Relativkraft = 1600 N - Gewichtskraft = 1600 N - 800 N = 800 N (siehe CMJ - 3.Bild)
Daniel1983

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00:49 Uhr, 20.08.2014

Antworten

Beschleunigungsstoß = Integral(Relativkraft)dt wobei die Relativkraft = F(t)-F_G ist, also
Relativkraft = 1600 N - Gewichtskraft = 1600 N - 800 N = 800 N (siehe CMJ - 3.Bild)

Ich habe es auch versucht über das 2.Bild zu erarbeiten. Aber wenn F(t) - F_g gilt, warum stehen dann bei 0s bis 0,15s sowieso 0,15s bis 0,3s statt 800 nur 400 Newton? Bei 0,75s bis 0,8 s steht dann gar eine 0 (also 800-0), was ja unlogisch wäre, denn das Gewicht des Probanden kann sich ja nicht in Luft auflösen.

Antwort
anonymous

anonymous

10:14 Uhr, 20.08.2014

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A1=FrelΔt=(F(t)-FG)Δt=0,5(400N-800N)(0,15s-0s)+(400N-800N)(0,30s-0,15s)=0,5(-400N)0,15s+(-400N)0,15s=
0,5-60Ns+(-60)Ns=0,5-120Ns=60Ns
Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

16:16 Uhr, 20.08.2014

Antworten

Ah, ok. alles nicht so einfach. Du hattest in deiner schriftlichen Ausformulierung -(1/2 * 0,15 * (800-400) (...) gerechnet, daher hat mich das ziemlich verwirrt.

Ich hab noch ein anderes Beispiel gefunden, welches ich versuchen werde selbständig zu lösen. Wenn mir dies nicht gelingen sollte, werde ich mich nochmals melden. Danke einstweilen.

Daniel1983

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00:58 Uhr, 21.08.2014

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Hola,

schau dir nochmals dein geschriebenes Blatt an, da kommt bei dir beim Abschnitt A1 -60 und nicht 60 raus(im Gegensatz zu deiner letzten Teilrechnung).

Somit müsste das Ergebnis des Kraftstoßes 340Ns und nicht 220 Ns sein, korrekt? (15,3km/h statt 9,9km/h bei der Absprunggeschwindigkeit finde ich auch realistischer)

Nachtrag Sprunghöhe: Da dann die Absprunggeschwindigkeit 4,25m/s wäre, würde ich bei der Sprunghöhe 4 , 25 m / s 2 9 , 81 m / s 2 * 2 = 0 , 92 m rechnen...

Erscheint vom Wert auch nicht unrealistisch.

Antwort
anonymous

anonymous

09:42 Uhr, 21.08.2014

Antworten
Wenn die Beschreibung des CMJ in http//www.directupload.net/file/d/3686/6zlo5imw_png.htm (Bild links unten) richtig ist, dann muss es -60 Ns heißen...
Daniel1983

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11:04 Uhr, 21.08.2014

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Die Unterlagen sind richtig.

..weil der Abschnitt A1 mit einem negativen Vorzeichen geführt wird?

also - A1 + A2 + A3 - A4

Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

02:26 Uhr, 22.08.2014

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Gut, ich nehme an, dass dem so ist.

Wie versprochen nun noch mein zweites Beispiel:

Die Angabe war dieses Mal ohne Grafik:

Beim einem Vertikalsprung zeigt sich folgender schematischer Kraft-Zeit Verlauf: t(0): F=700N, t(0.1): F=900N, t(0.2): F=1400N, t(0.3):F=1600N, t(0.4):F=1400N, t(0.5):F=0. Die Kraft zwischen den angegebenen Punkt verläuft jeweils linear.

Nun fordert die Aufgabenstellung, dass ich den Kraftstoß in Vertikalrichtung berechnen soll. Da die Kraft bei 0.1s ansteigt, kann es kein CMJ sein(keine Ausholphase). Es muss sich hier um einen Squat Jump handeln, ich habe nur den Korridor A3-A4, welchen ich zur Berechnung heranziehen muss(und eben nicht -A1+A2+A3-A4).

Δ p = 1 2 * | ( 900 N 700 N ) * ( 0 , 1 s 0 , 0 s ) + ( 1400 N 700 N ) * ( 0 , 2 s 0 , 1 s ) + + ( 1600 N 700 N ) * ( 0 , 3 s 0 , 2 s ) | ( 1 2 * | ( 1400 N 700 N ) * ( 0 , 4 s 0 , 3 s ) ? k o r r e k t ( 700 N 700 N ) * ( 0 , 5 s 0 , 4 s ) ) | = = 1 2 * | 200 N * 0 , 1 s + 700 N * 0 , 1 s + 900 N * 0 , 1 s | ( 1 2 * | 700 N * 0 , 1 s | ) = = 1 2 * | 20 N s + 80 N s + 90 N s | ( 1 2 * | 70 N s | ) = 1 2 * | 190 N s | ( 1 2 * | 70 N s | ) = = 95 N s 35 N s = 60 N s

Warum die eine Klammer nun so absurd groß ist und mir das gesamte Beispiel verschiebt, weiß ich nicht, aber prinzipiell sollte der Rechengang schon ersichtlich sein.

Es fällt zwar das letzte Teilstück (700N-700N)*(0,5s-0,4s) weg, aber ich wüßte gerne, wenn dieses nicht wegfallen würde, ob man dieses vom Teilstück (1400N-700N)*(0,4s-0,3s) abziehen oder hinzuaddieren müsste. Hier bin ich unsicher.

Ich weiß, ich beanspruche jetzt schon sehr viel deiner Zeit, aber für mich wäre meine wichtigsten Fragen dann einstweilen geklärt(falls das Beispiel richtig ist). Danke!

Antwort
anonymous

anonymous

13:06 Uhr, 22.08.2014

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ich denke, dass du mit squat jump nicht falsch liegst.
zu deiner Rechnung:

Squat Jump
Daniel1983

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14:59 Uhr, 22.08.2014

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Ahh. Die Trapezberechnung macht natürlich Sinn. Eine Skizze ist bei den Beispielen ohnehin notwendig, sonst verlierst du völlig den Faden.

Folgende Fragen tauchen nun noch auf:

1) Mir entschwindet nur ein wenig die logische Vorgehensweise bei diesen Rechnungen für das bestimmte Integral, worauf bezieht sich das Integral Fb-Fa bei jenen Rechnungen dann? Ausschließlich auf die Komponente der Zeit?
Warum haben wir in dem letzten Beispiel das Gewicht in Newton bei jeder Teilflächenberechnung (A1,A2,A3...) miteinbezogen und bei diesem Beispiel hat dieses nun plötzlich keine Relevanz mehr?


2) Beim letzten Teil deiner Richtung haben sich A5 und A6 aufgelöst, weil diese den selben Flächeninhalt haben, aber: Dass A5 Teil der Berechnung ist, ist klar, aber warum ist dies gleichsam A6? A6 befindet sich doch außerhalb der Sprungkurve...


merci beaucoup.
Antwort
anonymous

anonymous

17:41 Uhr, 22.08.2014

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...jetzt muss die Antwort etwas ausführlicher ausfallen. (Leider habe ich kaum Zeit, ich kann mich erst wieder morgen oder übermorgen damit befassen)

ich antworte bewusst nicht auf "mathematischem Niveau":
Nehmen wir mal an, deine Kraft-Zeit-Funktion sei stetig ("der Graph lässt sich ohne abzusetzen mit dem Finger abfahren") und der Graph liege ganz in der oberen Halbebene (d.h. die Funktionswerte sind nichtnegativ). Dann existiert das bestimmte Integral über einem Intervall und der Wert des Integrals lässt sich als Flächenmaßzahl interpretieren (und zwar der Fläche, die vom Graph und dem Intervall begrenzt wird.
In deinem Beispiel ist
00,5F(t)dt=00,1F(t)dt+0,10,2F(t)dt+0,20,3F(t)dt+0,30,4F(t)dt+0,40,5F(t)dt

du kannst jetzt ganz mathematisch vorgehen und F(t) im jeweiligen Bereich mathem. angeben und dann integrieren - das ist aber nicht nötig, da sich diese Fläche elementar berechnen lässt (z.B. mit Hilfe von Trapezen).

Selbstverständlich sollte man die Einheiten Newton (N) und Sekunde(s) auch in der Rechnung berücksichtigen - dies habe ich wegen der Kürze unterlassen. Das Ergebnis hat auf jeden Fall die Einheit Ns.
Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

01:12 Uhr, 23.08.2014

Antworten
Ahh, ok. Ich wußte bisher nicht, dass die Möglichkeit überhaupt bestünde dies auch über Umwege zu lösen. War immer viel zusehr in das Integral vernarrt. Durch die Möglichkeit mit den Trapezen umgehst du quasi den konventionellen Lösungsweg über das Integral(daher hatte das Gewicht eben auch in der 2.Rechnung keine Relevanz). Es wäre also gleichsam möglich so zu rechnen, aber der für dich einfachere Schritt führte hier über die Trapezberechnungen.

Gut, das war schon einmal ein wichtiger Verständnisschritt.

Dass mit der Fläche A6 müsstest du mir dann noch erklären, wenn du irgendwann die Zeit finden solltest. Danke.
Antwort
anonymous

anonymous

11:21 Uhr, 23.08.2014

Antworten
...nein: das mit A6 musst du als Sportstudent klären!
siehe CMJ (3.Bild):
wenn Δp so definiert ist
Δp=t0t1F(t)dt, dann ist bei deiner letzten Aufgabe
Δp=00,5F(t)dt=A1+A2+A3+A4+A5+A6
wobei A6 negativ ist und Ai die Flächen zwischen der FG-Linie und dem Graph von F(t) sind. Also:
Δp=A1+A2+A3+A4+A5-A6
Wegen A6=A5 folgt:
Δp=A1+A2+A3+A4=215Ns
wie in meiner letzten Antwort berechnet
Antwort
anonymous

anonymous

13:20 Uhr, 23.08.2014

Antworten
also nochmals:

Squat Jump1
Squat Jump2
Daniel1983

Daniel1983 aktiv_icon

23:19 Uhr, 23.08.2014

Antworten
... da du ja ein glühender Fan von Integralen bist ...

haha, du hast Humor!

Nein, ganz ehrlich, ich muss dich wohl enttäuschen, denn Integrale sind ganz bestimmt nicht meine Leidenschaft.

Ich muss ehrlich gestehen, dass es mir wirklich egal ist wie ich zu einem Ergebnis komme, mir ist wichtig, dass ich für mich einen Leitfaden finde, sodass ich dazu imstande bin JEDES dieser potentiellen Beispiele der Sprungkraftdiagnostik(CMJ/Sqatjump/Dropjump) lösen zu können. Es wird immer einer jener 3 Sprünge geprüft, daher hat man mehr oder weniger "sichere" Punkte.

Diese Sicherheit muss ich mir allerdings erst erarbeiten, denn ich durchschaue deinen Integralrechengang noch nicht ganz.
Ich werde heute und morgen noch daran rechnen.
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