Ich würde gerne wissen wofür und warum man mehr kraft braucht.Diese Frage hat mit Physik zu tuen.Zum beispiel ich müsste einen Wanderweg gehen,jedoch gibt es eine steile Abkürzung die man gehen kann.Für welchen Weg würde ich mehr Kraft brauchen ? suche eine physikalische Begründung.
Ich hab mich selbst als Nachhilfelehrer grad damit rumgeschlagen, aber es ist eigentlich ganz einfach:
Die Energie bzw die verrichtete Arbeit ist in allen Fällen gleich, da dieselbe höhe erreicht wird und E = F*h ist, wobei F die Gewichtskraft ist.
Da F (also die beim Wanderweg aufgewandte Kraft) = E/s ist, wobei s die gelaufene Strecke ist, sinkt die Kraft, je länger der Weg ist - also je weniger steil der Hang ist. Es gilt also F ~ 1/s.
MfG guseman
Hallo,
klare Antwort: am steilen Hang brauchst Du mehr Kraft!
Im Extremfall gehst Du eine Felswand senkrecht hoch, dann musst Du Dein ganzes Körpergewicht stemmen. Hat der Hang einen Winkel von 30°, ist es nur noch die Hälfte. Du findest dazu sicher etwas unter dem Stichwort „Hangabtriebskraft“.
Beim Wandern kommt es aber nicht nur auf die momentane Kraft an, sondern auf die aufgewendete Energie längs eines bestimmten Weges. Die ist - zumindest theoretisch - für alle Hangneigungen gleich, sie hängt nur vom Körpergewicht und von der bewältigten Höhe ab.
Gruß
Jobie
Kann ich leider wissenschaftlich nicht erklären, würde es selbst eher nach Tagesform & örtlichen Gegebenheiten gefühlsmäßig entscheiden.
LMVBBB
Hallo, also um die Frage zu beantworten muss man noch einige weitere Dinge kennen:
- Dein Gewicht?
- männlich oder weiblich?
- Zeit Normalweg?
- Zeit Abkürzung?
- Und gehts bei der steilen Abkürzung nur (a) bergauf, oder nur (b) bergab oder gemischt- Du mußt wissen, wieviel Höhenmeter Unterschied Du zurücklegst. (Nicht die Endsumme, sondern jedes einzelne Teilstück!)
Dann addierst Du alle bergauf-Strecken und getrennt davon alle bergab-Strecken im Sinne von Höhenmeter (a,b) und Zeitaufwand © einzeln. - Dasselbe (Höhendifferenzen und Zeiten, also a,b,c) machst Du für die normale Strecke.
Mit diesen Daten (1-6) schaust Du auf eine Tabelle, die den Verbrauch an Kalorien für verschiedene Tätigkeiten anführt. Daraus kannst Du den Verbrauch berechnen.
Das beantwortet „Wofür“. Das „Warum“ wird durch den Aufwand an Weg, Zeit und Höhendifferenz beantwortet.
So, ich hoffe damit kommst Du weiter in Deinen Berechnungen … ???
Die Antwort muss du eher in der Biologie suchen.
Physikalisch bleibt die Kraft solange gleich, wie sie mathematisch aufgeht.
Leistung = Arbeit * Zeit
Wenn du also den strengeren Weg gehst, dafür weniger Zeit brauchst und das equivalent dem leichteren Weg mit mehr Zeitaufwand bewältigst, dann ist das physikalisch identisch.
Ich würde gerne wissen wofür und warum man mehr kraft
braucht.Diese Frage hat mit Physik zu tuen.Zum beispiel ich
müsste einen Wanderweg gehen,jedoch gibt es eine steile
Abkürzung die man gehen kann.Für welchen Weg würde ich mehr
Kraft brauchen ? suche eine physikalische Begründung.
Ich würde gerne wissen wofür und warum man mehr kraft
braucht.Diese Frage hat mit Physik zu tuen.Zum beispiel ich
müsste einen Wanderweg gehen,jedoch gibt es eine steile
Abkürzung die man gehen kann.Für welchen Weg würde ich mehr
Kraft brauchen ? suche eine physikalische Begründung.
Seufz. Wie kommst Du auf die Frage? Was ist Dein Hintergrund? Weißt Du, wie (in der Physik) Kraft definiert ist?
Fragst Du wirklich nach der Kraft im physikalischen Sinn? Nun, das ist einfach: Die größeren Kräfte werden auf dem steileren Weg wirken.
Meinst Du dagegen die Energie bzw. Arbeit (im physikalischen Sinn), die beim Wandern geleistet wird? Diese ist in beiden Fällen gleich: Bei Wegen im Erdschwerefeld hängt die geleistete Arbeit nur von Anfangs- und Endpunkt ab; nicht vom Weg. Man sagt dazu auch, die (Newtonsche) Gravitation ist „konservativ“. Rein anschaulich: Arbeit = Kraft * Weg. Auf dem steilen Weg sind die wirkenden Kräfte größer, aber der Weg kürzer; im Ergebnis ist die Arbeit dieselbe wie auf dem Wanderweg.
Ich hoffe, das hilft Dir irgendwie.
Schon mal was von Hangabtriebskraft gehöhrt? Könnte hier hilfreich sein!
Hallo derr2,
es kommt darauf an, was Du mit „Kraft“ genau meinst.
In der Physik ist
Kraft = Masse * Beschleunigung
oder in Deinem Fall die Kraft, die notwendig ist, um die Schwerkraft beim Bergsteigen zu überwinden. Und diese Kraft variiert mit der Höhe, die Du (mit einem Schritt) überwinden musst. Je steiler, desto grösser ist die Kraft, die Du benötigst, um den Schritt zu machen. ABER!!!, lies weiter …
Möglicherweise meinst Du den gesamten Kraftaufwand, den Du benötigst um den Weg vom Start bis zum Ziel (Gipfel) zu bewerkstelligen. Wenn Du das meinst, hat die Physik den Begriff
Arbeit = Kraft * Weg
zur Hand. Und Du siehst, da ist der „Weg“ mit dabei. D.h. wenn Du einen längeren Weg hast, dafür aber eine geringere Kraft bereitstellen musst, könnten sich die aufgewendeten Arbeiten vielleicht die Waage halten.
Ich nehme an, dass Du in Deiner Frage die „Arbeit“ meinst, die notwendig ist, um zum Gipfel zu kommen.
Und da ergibt sich interessanterweise, dass die „Schwerkraft“, die Du in diesem Fall zu überwinden hast, die Eigenschaft hat, dass die Arbeit, die Du aufwenden musst, um von einem Potential (Start) zu einem anderen Potential (Gipfel) zu kommen, UNABHÄNGIG vom Weg ist, den Du dabei einschlägst. Eine solche Kraft wird in der Physik „konservativ“ genannt. Für Dich heisst das, es ist egal, welchen Weg Du nimmst, die Arbeit, die Du verrichten musst, ist immer diegleiche.
Ich hoffe, dass das Deine Frage einigermassen beantwortet.
LG
olaf
Es tut mir leid, sicher weiss ich es auch nicht.
trotzdem schreibe ich ein paar Überlegungen. Vielleicht helfen sie Dir weiter.
Rein nach Physik ist die Energieumwandlung gleich gleich. Bei Körper spricht man von Umwandlung der statischen Endergie in die kinematische.
jedoch ist es bei Menschen die zu Fuss unterwegs sind etwas anders. Man braucht mehr Zeit für längeren Umweg und somit längere Zeit trägt man eigenen Körper auf den Beinen. Das heißt mehr Kraft.
Hoffe es hat geholfen.
Grüße.
D.
Hallo derr2,
tut mir leid für die späte Antwort: Wir haben also zwei Wanderwege, sagen wir einen bequemen von 6 Kilometern und einen steilen von 3 Kilometer. Gehen wir beide mit dem gleichen Wandertempo von ca. 3 km/h, brauchen wir für den bequemen Weg 2 Stunden (Zeit = Weg/Geschwindigkeit = 6km/3km/h) und für den steilen 1 Stunde. Jetzt kommt es auf die Leistung des Körpers an: Das bequeme Wandern fordert unsere Ausdauer, das steile Wandern fordert unsere Kraft. Nehmen wir ca. 850 kJ pro Stunde fürs bequeme Wandern, macht das 2h * 850 kJ/h = 1700 kJ. Sagen wir, der steile Wanderweg entspricht dem Kraftaufwand von Treppensteigen, dann sind das 1h*2200 kJ/h = 2200 kJ.
Zur Begründung: Archimedes kam mit seinem Hebelgesetz drauf, dass wir für dieselbe Arbeit weniger Kraft brauchen, wenn der Weg (der Hebel) länger ist. Deswegen ist es auch schwerer, einen Rucksack am langen Arm zu heben als mit angewinkeltem Arm.