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Impulsübertragung: Idee
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:50 Sa 09.07.2016
Autor: Nichtmathematiker

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an einem Vortrag über den Speerwurf und will die Impulsübertragung erklären.
Könnt ihr mir da weiterhelfen und überprüfen, ob das stimmt was ich sagen will:

Der gesamte Körper hat zunächst mit seiner Masse und der Geschwindigkeit aus dem Anlauf einen gewissen Impuls. Dieser besteht aus der Summe der einzelnen Impulse der einzelnen Körperteile.
Nun wird im Stemmschritt die Geschwindigkeit der Beine reduziert, sodass aufgrund von p=m*v der Impuls der Beine reduziert wird.
Der Impulserhaltungssatz sagt nun aus, dass der Gesamtimpuls des Körpers durch diese Reduktion allerdings nicht weniger wird, sondern der "Überschüssige Impuls" der Beine lediglich auf den Rest des Körpers übertragen werden.
Der Rest des Körpers hat also nun bei gleichbleibender Masse einen höheren Impuls. Dies kann nur realisiert werden, indem die Geschwindigkeit steigt.

Ist das wirklich so? Inwiefern spielen hier noch die unterschiedlichen Massen eine Rolle? Wenn dann nämlich der Impuls des Oberkörpers auf den Arm übertragen wird, ändern sich ja zudem noch die Massen?

Vielen Dank schon mal:)

        
Bezug
Impulsübertragung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:32 Sa 09.07.2016
Autor: M.Rex

Hallo

Ich denke, dass dazu folgende Links hilfreich sind:

- []Impuls beim Speerwerfen

- []Impuls im Sport

- []Würfe allgemein, darin auch []speziell zum Speerwurf

- []Skript zu den verschiedenen Wurfarten

Marius

Bezug
        
Bezug
Impulsübertragung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:39 Mo 11.07.2016
Autor: HJKweseleit


> Hallo zusammen,
>
> ich arbeite gerade an einem Vortrag über den Speerwurf und
> will die Impulsübertragung erklären.
>  Könnt ihr mir da weiterhelfen und überprüfen, ob das
> stimmt was ich sagen will:
>  
> Der gesamte Körper hat zunächst mit seiner Masse und der
> Geschwindigkeit aus dem Anlauf einen gewissen Impuls.
> Dieser besteht aus der Summe der einzelnen Impulse der
> einzelnen Körperteile.
>  Nun wird im Stemmschritt die Geschwindigkeit der Beine
> reduziert, sodass aufgrund von p=m*v der Impuls der Beine
> reduziert wird.
>  Der Impulserhaltungssatz sagt nun aus, dass der
> Gesamtimpuls des Körpers durch diese Reduktion allerdings
> nicht weniger wird, sondern der "Überschüssige Impuls"
> der Beine lediglich auf den Rest des Körpers übertragen
> werden.
>  Der Rest des Körpers hat also nun bei gleichbleibender
> Masse einen höheren Impuls. Dies kann nur realisiert
> werden, indem die Geschwindigkeit steigt.
>  
> Ist das wirklich so? Inwiefern spielen hier noch die
> unterschiedlichen Massen eine Rolle? Wenn dann nämlich der
> Impuls des Oberkörpers auf den Arm übertragen wird,
> ändern sich ja zudem noch die Massen?
>  
> Vielen Dank schon mal:)

Ja.

Hilfreich ist das folgende "Bild":

Wir setzen den Speerwerfer auf "reibungslose" Inliner und geben ihm einen Schubs. Gleichzeitig laufen wir mit einer Kamera neben ihm her und filmen ihn. Für uns ruht nun der Speerwerfer, wir auch, die Erde dreht sich unter uns hinweg.

Jetzt kommt ein Hindernis, an dem die Inliner hängen bleiben (=Stemmschritt). Dadurch bekommt der Speerwerfer aus unserer Sicht einen Schlag (und damit Impuls) nach hinten, sein Gesamtimpuls verringert isch also! ABER: Der Schlag greift nicht im Schwerpunkt an. Für uns ruht ja vorher der Speerwerfer wie z.B. ein stehender Stab. Wenn ich jetzt unten gegen den stehenden Stab z.B. nach links schlage, fliegt der zwar insgesamt etwas nach links weg; gleichzeitig dreht er sich aber um seinen Schwerpunkt in der Mitte, und der obere Teil dreht sich dadurch nach rechts (zunächst schneller, als er nach links wegfliegt). Das kannst du sehr schön mit einem längeren Stab demonstrieren.

Fazit: Der Gesamtimpuls des Speerwerfers sinkt durch den abbremsenden Stemmschritt, der Oberkörper bekommt aber einen zusätzlichen Drehimpuls un damit eine Geschwindigkeitserhöhung, die dem (viel leichteren) Speer nun übertragen werden kann.

Natürlich darf der Stemmschritt nicht so eingesetzt werden, als wenn man beim Weitsprung aufkommen will, weil das den gesamten Körper abbremst, sondern so, als wenn man irgendwo hängen bleibt und dann auf die Nase fällt.


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Impulsübertragung: Nachttrag
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:19 Mo 11.07.2016
Autor: HJKweseleit

Wenn du dir den Speerwerfer als schlanken Stab mit dem Schwerpunkt in der Mitte vorstellst, kannst du sagen:

Wenn du mit der Geschwindigkeit v ankommst und die Beine dann einfach stehen bleiben, saust dein Schwerpunkt nur noch mit 2/3 v weiter, dein Kopf/Schulter aber sogar mit 4/3 v weiter.
Du bekommst oben also noch 1/3 der Geschwindigkeit dazu.

Schlägst du den stehenden Stab (aus meinem ersten Beitrag) mit v nach links, bewegt sich oben die Spitze im ersten Moment mit 1/3 v nach rechts, der Schwerpunkt (und auf Dauer auch der ganze Stab) mit 1/3 v nach links.

Einige Trainer legen  Wert darauf, dass der Stemmschritt mit beiden Beinen gleichzeitig durchgeführt wird. Das soll wohl dafür sorgen, dass die Beine unten wirklich abrupt stehenbleiben und man nicht noch weiterläuft, denn nur dann ist die Geschwindigkeitszunahme oben so hoch.

Die Impulsübertragung auf den Speer geschieht hier weniger durch Kraft (die hat man genug), sondern in erster Linie durch die von der Hand erreichbare Geschwindigkeit, und die ist begrenzt. Man kann aus dem Stand genau so viel Impuls von seinem Körper auf den Speer übertragen wie im Lauf: Denke nur an das obige Bild vom Speerwerfer auf den Inlinern, der ja aus unserer Sicht steht. Wenn er nun den Speer wirft, überträgt(!) er auf diesen genau so viel Impuls, als wenn er wirklich steht (das gibt dann einen Rückstoß). ABER: Zum durch den Wurf übertragenen Impuls kommt noch der Impuls des Speeres hinzu, den der vorher schon durch den Anlauf mitbekommen hat, und der sich durch die einsetzende Drehbewegung beim Stemmschritt noch erhöht hat.

Somit:
Aus dem Stand: Speer bekommt Wurfimpuls, begrenzt durch Maximalgeschwindigkeit der Hand, Werfer bekommt Rückstoß.

Mit Anlauf: Speer bekommt Anlaufgeschwindigkeit hinzu, Rückstoß bremst den Werfer etwas.

Mit Stemmschritt: Geschwindigkeit erhöht sich nochmals (im Idealfall um 1/3), Werfer kommt in Drehbewegung und fällt ggf. auf die Nase, wenn er nach dem Abwurf nicht wieder durchstartet...



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Impulsübertragung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:17 Di 12.07.2016
Autor: Nichtmathematiker

Vielen Dank für die super ausführliche Antwort. TOP

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