Stabhochsprung
Aufgabenstellung
Beim Stabhochsprung nutzen die Sportler einen biegsamen Stab, um große Höhen zu überspringen. Zum Ende des Anlaufs wird der Stab auf den Boden aufgesetzt, während der Springer weiterläuft. Dabei biegt sich der Stab durch. Nach dem Absprung „katapultiert“ der Stab den Springer nach oben.
Die folgenden Aussagen behandeln den Stabhochsprung aus Sicht der (mechanischen) Energie. Beurteilen Sie die Richtigkeit dieser Aussagen.
| Aussage | Richtig | Falsch |
|---|---|---|
| Der Sportler gewinnt beim Anlauf kinetische Energie. Ein Teil dieser Energie wird auf den Stab übertragen, wenn dieser sich durchbiegt. | ||
| Nachdem der Springer den höchsten Punkt seiner Flugbahn erreicht hat, wird seine potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt. | ||
| Der Stab sollte so elastisch sein, dass möglichst wenig Energie durch dissipative Prozesse verloren geht. | ||
| Die Sprungmatte, auf der der Springer landet, sollte einen möglichst großen Teil der auf sie übertragenen Energie in dissipativen Vorgängen aufbrauchen. | ||
| Zum Durchbiegen des Stabs wird Arbeit verrichtet, die als Energie im Stab gespeichert ist. | ||
| Die gesamte für den Sprung erforderliche Energie muss der Sportler durch den Anlauf und Absprung aufbringen. Der Stab kann keine zusätzliche Energie erzeugen. |
Lösung
- Der Sportler gewinnt beim Anlauf kinetische Energie. Ein Teil dieser Energie wird auf den Stab übertragen, wenn dieser sich durchbiegt.
- Richtig: Der Stab fungiert gewissermaßen als Energiespeicher. Nach dem Absprung wird diese Energie bei der Streckung des Stabs wieder auf den Springer übertragen.
- Nachdem der Springer den höchsten Punkt seiner Flugbahn erreicht hat, wird seine potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
- Richtig: Dies trifft auf jede Fallbewegung zu.
- Der Stab sollte so elastisch sein, dass möglichst wenig Energie durch dissipative Prozesse verloren geht.
- Richtig: Die zur Durchbiegung des Stabs aufgebrachte Arbeit soll möglichst vollständig in die Aufwärtsbewegung des Springers übergehen.
- Die Sprungmatte, auf der der Springer landet, sollte einen möglichst großen Teil der auf sie übertragenen Energie in dissipativen Vorgängen aufbrauchen.
- Richtig: Hier soll die Fallbewegung des Springers gebremst, also seine kinetische Energie abgeführt werden. Eine elastische Sprungmatte würde den Springer wieder nach oben katapultieren.
- Zum Durchbiegen des Stabs wird Arbeit verrichtet, die als Energie im Stab gespeichert ist.
- Richtig: Die Verformungsarbeit geht in elastische Energie des Stabs über.
- Die gesamte für den Sprung erforderliche Energie muss der Sportler durch den Anlauf und Absprung aufbringen. Der Stab kann keine zusätzliche Energie erzeugen.
- Richtig: Durch die Verformung des Stabs kann dieser lediglich Energie speichern, die ihm zugeführt wurde.