Kraftstoß Aufgabe Physik, Impuls?
Hallo zusammen, ich hatte heute folgende Aufgabe im Physikunterricht:
Beim Bau einer Brücke werden Pfähle von 150 kg Masse in das Erdreich gerammt. Dazu lässt man aus 2 m Höhe eine Ramme mit 250 kg Masse auf den Pfahl fallen. Beim letzten Schlag rutsche der Pfahl noch einmal 6 cm ins Erdreich hinein.
Welche maximale Last kann der Pfahl tragen, ohne weiter einzusinken?
Ich wollte euch nun fragen ob ihr vielleicht ein paar Tipps oder Lösungsvorschläge für mich habt, da ich jetzt schon eine Weile am grübeln bin.
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To determine the maximum load that the pile can carry without further sinking, you need to calculate the force that is needed to pinch the stake into the earth, and the force that is needed to pull the stake out again.
Since the ramme has a mass of 250 kg and falls from 2 m height, it has a kinetic energy of (1/2) * 250 kg * (2 m/s^2)^2 = 500 J.
This energy is transferred to the stake and used to bring it to the earth. To calculate the force that is needed to pull the stake out again, you need to calculate the work that is needed to pull the stake 6 cm upwards.
Work = force x path = (150 kg + 250 kg) * 9.8 m/s^2 * 0.06 m = ~619 N
Since the force required to pull the stake out again is the maximum load that the stake can carry without further sinking, the maximum load in this case is 619 N.
It is important to note that this is only a rough estimate, as there are many other factors that can influence the load capacity of the pile, such as the nature of the soil, the depth of the pile and the type of load. An accurate calculation should therefore be carried out by an expert.