Ik val van 1 meter hoogte en heb een lichaamsgewicht van 91kg. Met welk gewicht raak ik dan de grond?

Question

- Geen grapjassen graag die zeggen 91kg omdat ik dan nog steeds 91kg weeg.

- Ik heb het hier niet over een vrije val

- Indien nodig, bij 0 NAP en onder gemiddelde omstandigheden die te verwachten zijn in Nederland.

Toegevoegd na 9 minuten:
Dan zal ik het er wel voor de tweede keer neer zetten:

IK heb het over de kracht waarmee ik de grond raak. Deze kun je ook uitdrukken in het aantal kg's waarmee ik de grond zou raken.

Cryofiel · Accepted Answer

Je gewicht (staand op de grond, in rust) wordt bepaald door de versnelling. In dit geval door de gravitatieversnelling van de aarde, zijnde 9,8 m/s².

Het gewicht waarmee je de grond raakt, is niets anders dan de versnelling (vertraging, maar da's hetzelfde) die jij ondervindt wanneer je van je valsnelheid wordt vertraagd tot snelheid nul.

Die versnelling hangt af van de ondergrond.

Steen is hard en geeft niet mee. Jouw snelheid wordt binnen een zeer korte afstand (namelijk: minder dan een tiende millimeter) en binnen een zeer korte tijd (namelijk: vrijwel ogenblikkelijk) teruggebracht tot nul. De versnelling die je ondervindt is dus enorm groot - het voelt aan alsof je met een groot gewicht op die stenen ondergrond valt.

Een trampoline is zacht en geeft flink mee. Jouw snelheid wordt dus geleidelijk, over een behoorlijke afstand en tijd, teruggebracht tot nul. De versnelling die je ondervindt is dus laag - het voelt aan alsof je met nauwelijks meer dan je normale gewicht door de trampoline wordt opgevangen.

Deze twee voorbeelden geven al aan dat je vraag niet zonder meer kan worden beantwoord - het antwoord hangt af van de vering die in de ondergrond zit.

Toegevoegd na 2 minuten:
 
Wanneer je op een harde ondergrond terechtkomt, bijvoorbeeld een betonvloer, is de versnelling zoals gezegd enorm groot. Je gevoelde gewicht bij het neerkomen is dus heel groot.

Op zo'n ondergrond is er ook nog verschil tussen je huid en je botten cq je ingewanden.

Je huid komt op de betonvloer terecht en komt ogenblikkelijk tot stilstand. Dat is een enorme versnelling, dus een enorm gevoeld gewicht.

Je botten cq je ingewanden hebben net wat meer vering. Je huid en je vetlagen (als je die hebt) veren wat mee. Voor je botten cq je ingewanden is dus de afremversnelling lager dan voor je huid. Dat betekent dat die aan minder "gewicht" blootstaan dan je huid.

Toegevoegd na 18 minuten:
 
Dat de kracht waarmee je de grond raakt afhankelijk is van de vering, kun je proefondervindelijk vaststellen.

Leg een redelijk stevige plank tussen twee bakstenen, zo dat de plank 10 cm boven de grond hangt. Spring nu op de plank.

Doe je dat met stijve knieën (weinig vering), dan heb je goede kans dat je de plank breekt. Doe je hetzelfde met gebogen knieën en veer je ook nog eens (veel vering), dan heb je goede kans dat de plank heel blijft.

Hetzelfde gewicht, dezelfde snelheid - maar de *kracht* (het aantal kilo's) waarmee je de plank raakt, is heel verschillend.

 · Answer

Geen grapje, je gewicht, je massa verandert niet.

Toegevoegd na 1 minuut:
De snelheid en de kracht waarmee je de grond raakt is wel variabel afhankelijk van je valhoogte en gewicht.

 · Answer

Met 100,28 kg.
Uitleg: 91 * (9,81+1) = 983,71. 983,71 / 9,81 = 100,28 kg.
Hierbij is 9,81 de "Aantrekkingskracht van de aarde in Nederland". De 1 is de snelheid op het moment van neerkomen.

Toegevoegd na 3 minuten:
Nog vergeten: 983,71 en 9,81 in Newton.

Toegevoegd na 24 minuten:
Nog een voorbeeld (van Wikipedia):
Iemand van 100 kg heeft in rust een gewicht van 981 N. Staat deze in een lift die met 2 m/s² omhoog versneld wordt, dan is het gewicht 100 × (9,81 + 2) = 1181 N. Is de lift 2 m/s² naar beneden versneld, dan heeft die persoon een gewicht van 781 N.
De lift is nu "de aarde die zich denkbeeldig met 1 meter per seconde omhoog beweegt". Als je nu het gewicht in Newton "vertaald / omrekend" naar kg wordt dat dus in het antwoord op de vraag 100,28 kg.

 · Answer

Je gewicht is FG = m (g - a) met m de massa, g de valversnelling en a a de versnelling van het coördinatenstelsel (beide vectoren).

kortom, de valversnelling is wel nodig. Ik doe een aanname van 1 m/s omdat je de valsnelheid niet geeft.

Iemand van 91kg heeft in rust een gewicht van 9,81*91 =  892,71 N. Valt deze persoon met 1 m/s² , dan is het gewicht 91 × (9,81 - 1) = 801,71 N.

De massa blijft gelijk, 91 kg.

Toegevoegd na 5 minuten:
Ik ben het overigens helemaal eens met Cryofiel dat de situatie naast het feit dat de valversnelling niet is gegeven, je ook niet aangeeft of de ondergrond in één keer afremt of veert. Mijn antwoord zou denk ik alleen correct zijn als je in een lift staat die met 1 m/s naar beneden gaat en dan oefen je een kracht uit van 801,71N, minder dan in rust.

Toegevoegd na 22 minuten:
Eigenlijk is dit het gewicht nét voor je de grond raakt denk ik. Daarna speelt de veerkracht van de bodem ook een rol met welke kracht je uiteindelijk neerkomt. Anders zou het niet uitmaken of je op het asfalt of op een springkussen terecht zou komen als je uit een brandend gebouw zou springen.

 · Answer

Wat ik denk is dat door de versnelling het maximale gewicht dat op de grond drukt groter is dan 91 kg. Zijn lichaamsgewicht blijft inderdaad 91 kg. Maar ik denk dat de vraag is hoeveel gewicht er tegen de grond drukt maximaal als hij neerkomt. Het klopt dat je dit normaal in Newton berekend, maar de vraagsteller wilt het in kilo's. Dus wat ik zeg is: door de versnelling is het gewicht dat tegen de grond drukt tijdens de impact groter dan 91 kg.

 · Answer

Het heeft inderdaad alles te maken met de in-vering van de grond, cq de vertraging die je ondergaat.

De massa blijft wel 91 kg, maar de rustkracht op de grond wordt meer dan 91 x 10 (de gravitatieversnelling)= 910N

Stel de in-vering van de grond u is nog 1 cm (1 x10^-2m), bv een houten vloer.

De zwaarte energie is m.g.h=massa x gravitatieversnelling x hoogte = 91 x 10 x 1 = 910 Joule

Deze zwaarte energie gaat volledig op in veerenergie van de grond die voorgesteld kan worden als 1/2cu^2

dan is de c van de veerconstante te berekenen

910 J = 1/2c(1x10^-2)^2

dus c=(2 x 910)/(1x10^-2)^2  N/m

De uiterste veerkracht wordt dan F=c.u =
(2 x 910)/(1x10^-2)^2 x (1 x10^-2) =182000 N

dat komt overeen met een "gewicht" van 18200 kg aan massa oftewel

200 x je eigen gewicht.

Toegevoegd na 11 minuten:
Je ziet we gaan nog uit van een aardige in-vering van 1 cm. 
Een stenen vloer geeft nog extremere waarden.

 · Answer

Er missen veel te veel gegevens.
Het enige wat je kan bereken is het energie van het voorwerp vlak voor de impact.
Energie = massa x snelheid

De kracht (gewicht) kan je niet berekenen:
Massa x Versnelling = Kracht
De versnelling (in dit geval vertraging) weet je niet.
De kracht zou je wel kunnen meten.
Op discovery doen ze dit met g-kracht stikkers.
(als de g-kracht boven de .. komt dan breekt een glazen buisje.)

Iemand die ervaring heeft met crashtests, zou je misschien verder kunnen helpen.
Daar hebben ze misschien modellen over hoe een lichaam reageert bij een impact.

Toegevoegd na 18 minuten:
Tevens is een val van 1 meter. iets anders dan iets laten vallen van 1 meter.
Als iemand valt is dat meestal vanuit staande positie naar liggende positie.
Het zwaartepunten van iemand van 1.80 zal rond de 1 meter zitten.
het zwaartepunt van een liggend persoon rond de 20 cm.
de hoogte wordt daarmee:
1 meter + (1 - 0.20) = 1.80 meter

Hoewel we er in de vraag ook vanuit kunnen gaan dat iemand liggend uit z'n bed valt.

Toegevoegd na 48 minuten:
Als je een (zeer onnauwkeurig) testje wilt doen:

Neem een (oude) weegschaal met een wijzer.
Neem een pak suiker.
Laat die van een meter vallen.
kijken hoever de wijzer komt.
(eventueel met iets zwaarders doen)

dit kan ook met een keukenweegschaal en een stukje kipfilet.

Ik val van 1 meter hoogte en heb een lichaamsgewicht van 91kg. Met welk gewicht raak ik dan de grond?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (6)

Bekijk alle vragen in deze categorieën: