Längerer Stab? < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Der Weltrekord im Stabhochsprung liegt bei etwa 6 m. Könnte man den Rekord z.B. auf 8 m erhöhen,
indem man einen Stab von ausreichen größerer Länge verwendet? Wenn nicht, warum nicht?
Bis zu welcher Höhe kann ein Sportler mit Stab springen? |
Hallo, so am späten Abend hab ich noch "Einen" für euch: 
Mir ist schon klar, das der Stab eine gewisse Federwirkung hat, die den Athleten noch oben "drückt" und das bei längeren Stäben diese Wirkung vermutlich nicht so stark ist, wie bei aktuell benutzten. Außerdem wird wohl die Gravitation hier mitreinspielen, nur wie kann ich das alles wissenschaftlich begründen??
Liebe Grüße am späten Abend
Linda
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:52 Sa 21.07.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
unter der Annahme, dass der Stab jede beliebige Belastung aushält kann man den Weltrekord sicher erhöhen.
Stell dir den Hochsprung vor: An der Stelle, wo die Stange überquert wird ist der Stab auch nahezu linear oben. Je länger der Stab, desto weiter nach oben zieht er dich.
Bei nicht beliebiger Belastung wird wohl bei einer gewissen Länge die Biegung so stark, dass der Stab anfängt zu brechen, so dass sicher keine beliebige Höhe zu erreichen ist.
Führe diese Gedanken mal ein wenig weiter.
LG
Kroni
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Hallo!
Ich denke, die Frage zielt in eine andere Richtung. Und zwar in Richtung Energiesatz. Welche Geschwindigkeit muß ein Springer haben, damit er anschließend 6m hoch kommt? Und wie schnell muß er sein, damit er 8m hoch kommt? Ich denke, kein Mensch ist mit so ner langen Stange schnell genug, um genügend Energie für 8m Höhe zusammenzukratzen.
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Hallo
Eine sehr interessante Frage, wie ich finde.
Warum sollte denn bei längeren Stäben die Katapult-Wirkung nicht so stark sein, wie bei kürzeren?
Nimm mal zwei relativ biegsame Plastik-Lineale unterschiedlicher Länge zur Hand und spiele den Stabhochsprung nach.
Was wird man feststellen?
Der längere Stab wird sich natürlich stärker biegen und schneller durchbrechen (unter der Annahme das die Stäbe aus dem gleichem Material bestehen)
Wenn die Stabhochspringer, beispielsweise mit einem 8 m Stab antreten würden, würde der Stab vermutlich durchbrechen. Also müsste man zu einem steiferem Material greifen.
Mit diesem "neuem" Stab würden sie wahrscheinlich zu wenig Energie reinlegen, um die 8 meter zu überspringen, da sie eine größere Masse auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigen müssten. Außerdem spielt da selbstverständlich noch eine Kraft, die den Springer ganz schön nach unten drückt eine (große) Rolle.
Und genau diese Kraft wird wohl der ausschlaggebende Faktor sein, warum der Springer es unter normalen Umständen, mit einem beliebig langem Stab, eines normalen und nicht überirdischen Materials, eher nicht schaffen wird, über die 8m Marke zu kommen.
Gruß
Reinhold
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Vielen Dank für Eure Gedanken.
Aber wie kann ich rechnerisch die maximal Höhe beim Stabhochsprung ermitteln???
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:13 So 22.07.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo DieLindaM,
ich glaube, in einem ersten Ansatz kannst Du einfach davon ausgehen, dass die kinetische Energie des Läufers mit Hilfe des Stabes in potentielle Energie umgesetzt wird.
Mit einem Ansatz der Art
$$ [mm] \bruch{1}{2} [/mm] m [mm] v^2 [/mm] = mg h $$
kürzt sich die Masse des Athleten heraus, und Du kannst Die Geschwindigkeit berechnen, die man braucht, um 8 m Höhe zu erreichen.
Wenn ich das richtig überschlage, kommt man auf einen Wert zwischen 12 und 13 m/sec, schneller als ein Hundertmeter-Läufer heute. Wenn das kein gutes Argument ist, dann weiss ich nicht.
Viele Grüße,
Infinit
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:26 So 22.07.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo nochmal,
in einer ausführlicheren Betrachtung kann man noch etwas genauer werden und sich überlegen, dass die Energie des Athleten durch den Stab gespeichert werden muss. Die Federwirkung ist also auch nicht so ganz ohne. Die Biegung des Stabes müsste man hier berücksichtigen und die hängt vom eingesetzten Material ab. Der Stab hat die Aufgabe, die Energie zu speichern und richtungsmäßig aus der Horizontalen in die Vertikale umzulenken. Etwas genauer kann man sagen in Ergänzung meiner oberen Antwort:
Die kinetische Energie [mm] \bruch{1}{2} m v^2 [/mm] wird in Federenergie [mm] \bruch{1}{2} k x^2 [/mm] umgesetzt und diese wiederum in potentielle Energie [mm] mgh [/mm].
Viele Grüße,
Infinit
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