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Beispiel Skifahrer - Absprungsgeschwindigkeit
Universität / Fachhochschule
Sonstiges
Tags: Biomechanik, Trigonometrische Gleichungen
 
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Hallo, mir ist klar, dass das prizipiell ein Mathematik und kein Physik-Forum ist, aber in den entsprechenden Physik-Foren wollte mir niemand helfen. Offenbar ist meine Fragestellung zu banal, aber ok. Bei einer unserer Klausuren war die Aufgabenstellung, die Absprunggeschwindigkeit eines Skifahrers zu berechnen. Leider kann ich bei den Angaben auch nur raten, dies wurde mir nicht exakt rückgemeldet. Gegeben sind bei solchen Beispielen zumeist der Reibungskoeffizient, die Hangneigung/Hangweg, der Luftwiderstand, die Geschwindigkeit und das Gewicht des Fahrers. Es wurde skizziert, dass der Skifahrer oben am Berg steht, etwa 70m Anfahrt bis zu einer Kicka(eine kleine Sprungschanze) hat, auf welche er hinauffährt (Winkel & Länge der Sprungschanze muss gegeben sein) und die Fragestellung lautete schlußendlich, wie hoch die Absprunggeschwindigkeit am Ende der Schanze ist. Wie wäre eure Herangehensweise in solch einem Falle? Man müsste da wahrscheinlich mit Winkelfunktionen bei der Schanze arbeiten, aber wie kann ich mich da herantasten? Ich kann ja einfach Fantasiezahlen herbeiziehen: Winkel der Sprungschanze 11 Grad Länge der Sprungschanze 70 cm Geschwindigkeit 35 km/h GEwicht des Fahrers 80kg Hangweg 70m Hangneigung 22° Reibungskoeffizient 0,017 Vielen Dank für etwaige Rückmeldungen. Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert): "Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen." |
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Hallo Energiesatz: Höhenunterschied zwischen Losfahrt und Absprung abgezogen wird die Reibungsarbeit auf den 2 Stücken die er fährt, dann hat man die kinetische Energie. Gruß ledum |
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anonymous 08:15 Uhr, 04.11.2017 |
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Hallo Daniel Du musst bei den Aufgaben schon zunächst mal dir selbst und dann ggf. uns Lesern klar machen, wovon ausgegangen werden darf und wie folglich angesetzt oder idealisiert werden soll. Für einfache Physikaufgaben auf Schüler und Basis-Studien-Niveau wird sehr häufig Reibung vernachlässigt. Das kann manchmal im Aufgabentext in der Wortwahl etwas versteckt stecken. Das können wir nur erahnen, wenn du uns einen Original-Aufgabentext anbietest, und nicht nur den subjektiven Teil, den du verstanden hast. Evtl. ist noch die Gleitreibung zwischen Ski und Schnee zu berücksichtigen, wie von Ledum angesprochen. Dann müsste den Bearbeitern aber schon ersichtlich gegeben sein, welche Reibkräfte und Rutschwege wirksam sind. Hierzu wäre es wieder erforderlich, dass nicht nur irgendwelche missverständlichen Worte ausgetauscht werden, sondern eine Skizze vor Augen führt, wie diese zu verstehen sind. Hangneigung = 22° Die Sprungschanzen sind oft sehr steil. Ist das nun der Winkel gegen die Horizontale oder gegen die Vertikale? Hangweg Ist das nur der Teil, der abwärts führt, oder der gesamte Weg inklusive dem aufwärts geneigtem Schanzentisch? . Du erwähnst Luftwiderstand. Sollte der tatsächlich zu berücksichtigen sein, dann wird's richtig kompliziert. Denn Luftwiderstand ist wiederum abhängig von der Geschwindigkeit selbst und führt zu anspruchsvolleren Differenzialgleichungen. Du sagst: "Gegeben sind... die Geschwindigkeit... des Fahrers." "die Fragestellung lautete schlußendlich, wie hoch die Absprunggeschwindigkeit am Ende der Schanze ist." Wenn wir dich wörtlich nähmen, dann lautete die natürliche Antwort, die hast du doch gegeben. |
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Besten Dank Ledum! Genau so eine Info wollte ich haben |
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Hallo Kreador, zuallererst einmal danke für deine Antwort. Ich weiß ehrlich gesagt nicht, was du meinst mit 'klar machen'. Ich hab deutlich gemacht, dass ich die Aufgabenstellung nicht im Detail kenne, aber diese dennoch versucht so gut es geht zu skizzieren. Und bei jenen Aufgaben sind nun einmal gewisse Werte vorgegeben - welche genau, wurde mir eben nicht dargestellt - durch welche man auf eine Lösung kommen sollte. Wo liegt das Problem? 1) Es ist eine universitäre Prüfung auf Masterniveau, es war eine Prüfungsfrage, ich weiß halt nicht mehr darüber, ist so. Wollte ja nur Denkansätze von euch haben, wie man so eine Geschwindigkeit berechnen könnte, ich wußte nunmal wenig Ansätze. 2) Die Gleitreibung habe ich mit 0,017 angegeben. 3) Es ist der Winkel gegen die Horizontale, ist denke ich in der Biomechanik üblich, dass man sich immer an dieser orientiert. Für eine Skizze hatte ich jetzt leider keine Zeit, sorry. 4) Dieser ist uU zu berücksichtigen, ja. Wir hatten für diesen soweit ich mich erinnern kann eine eigene Formel. 5) Man darf mich gerne wörtlich nehmen, aber wie du das in dem Kontext meinst, verstehe ich jetzt nicht wirklich. Die Absprunggeschwindigkeit am Schanzentisch soll berechnet werden, was ist daran nicht klar? Danke. |
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