Klausur Kurt WS10 2 mit Lösung

2-te Klausur Aktuelle Forschung in der Biomechanik
3.03.2011
Name:_________________________________
Aufgabe 1 Gummiseil mit Luftreibung (4 Punkte)
Eine Person (100 kg) springt von einer Brücke mit einem Gummiseil (Bungeejumping).
Geg:
Cd ∙ A = 0.5______________________________(Einheit und Bezeichnung hinzufügen)
k = 10 N/m (Federkonstante Seil)
sF = 50 m (Ausgangslänge Gummiseil)
Welche Länge hat das Gummiseil nach dem Ausschwingen (Person hängt ruhig am Seil)?
150 m
Berechnen Sie nach 0,1 s die vertikale Position, Geschwindigkeit und Kraft für folgende
Angaben:
v0 = 30 m/s; g = 10 m/s²; s0 = 150 m
a
t[s] [m/s²]
0
0
0,1 0,2989
aL
[m/s²]
ages [m/s²] v [m/s]
s [m]
150
-2,25
-2,25
30,00
-2,22
-2,52
29,78 152,99
Aufgabe 2 (2 Punkte)
Aerodynamics of spinning and non-spinning tennis balls S.R. Goodwill*, S.B. Chin, S.J.
Haake
Erstellen sie die Geradengleichung für Cd und definieren Sie Spin coefficient!
CD = 0.62 + 0.075 * S
S = V / U = Umlaufgeschwindigkeit vom Ball durch dessen translatorische Geschwindigkeit
Aufgabe 3 (2 Punkte)
Erklären Sie mit Hilfe einer Skizze, warum beim RTL die Wegdifferenz zwischen einen
kleinen (5m) und großen 10m) Schwungradius bei geringem horizontalen Abstand gering und
bei einem großen horizontalen Abstand hoch ist, wenn der vertikale Abstand 20 m beträgt.
Aufgabe 4 (2 Punkte)
Die DLT-Gleichungen lauten:
u
L1 x  L2 y  L3 z  L4
L9 x  L10 y  L11 z  1
v
L5 x  L6 y  L7 z  L8
L9 x  L10 y  L11 z  1
Wofür stehen die einzelnen Buchstaben dieser zwei Gleichungen und für was wird die DLT
Methode benötigt?
Aufgabe 5 (2 Punkte)
Was wird als Specklemuster bezeichnet und was sind Eigenformen?
Als Specklemuster oder Lichtgranulation werden die körnigen Interferenzphänomene
bezeichnet, die sich bei hinreichend kohärenter Beleuchtung auf optisch rauen
Objektoberflächen (Unebenheiten in der Größenordnung der Wellenlänge) beobachten lassen.
Die Bezeichnung „Speckle“, die sowohl für einen einzelnen Lichtfleck wie auch für das
gesamte Interferenzmuster steht, leitet sich vom englischen Speckle (engl.: Sprenkel, Tupfen,
Flecken) ab.
Körper können mit verschiedenen Eigenfrequenzen schwingen und bei jeder Frequenz gibt es
eine charakteristische Eigenschwingungsform, die auch kurz "Eigenform" oder "Mode"
genannt wird.
Aufgabe 6 (2 Punkte)
Berechnen Sie die translatorische und die rotatorische Energie direkt nach dem 1. Service (v=
220 km/h, w = 2000 rpm, m = 0.06kg und I = 0.00044 kgm²)?
ET = mv²/2 = 0.06 (220/3.6)² /2 = 112 Nm
ER = Iw²/2 = 0.004 (2000 2PI /60)² /2 = 9,65 Nm