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Aufgabe:

Eine 75 kg schwere Person steht auf einer Waage. Sie geht in die Knie und springt ab... was zeigt die Waage an? Kurzfristig ein höheres Gewicht?

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Eine Waage enthält Federn. Sie funktioniert ähnlich wie ein Trampolin.

Je schwerer eine Person, die drauf steht, desto mehr wird sie eingedrückt. 

Auf dem Trampolin. Was passiert, wenn der Springer in die Knie geht?

Was, in dem Moment, wo er abspringt? 

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Antwort mit KI erzeugt

Was zeigt die Waage beim Absprung an?

Um diese Frage zu beantworten, muss man das Prinzip hinter Waagen und die zugrunde liegende Physik verstehen. Eine Waage misst die Kraft, mit der der Körper gegen die Waage drückt. Diese Kraft wird in Kilogramm (kg) oder in anderen Einheiten des Gewichts umgerechnet, wobei in Wirklichkeit die Masse gemeint ist. Das "Gewicht" eines Objekts ist technisch die Kraft, mit der es aufgrund der Gravitation auf seine Unterstützungsfläche drückt. Im Fall einer stehenden Person auf der Erde ist dies das Produkt aus der Masse der Person und der Erdbeschleunigung (\(g = 9,81 \, \text{m/s}^2\)).

Beim Absprung durchläuft die Person verschiedene Phasen:

1. Vorbereitung und Absenken: Die Person geht in die Knie. Dabei verändert sich die Anzeige der Waage zunächst nicht signifikant, da die Masse der Person und die Erdbeschleunigung konstant bleiben. Es könnte eine minimale Erhöhung auftreten, weil man gegen die Waage drückt, um Schwung zu holen, aber das ist im Vergleich zum eigentlichen Absprung minimal.

2. Absprung – Steigerung der Kraft: Um vom Boden abzuheben, muss die Person eine Kraft ausüben, die größer ist als die Kraft, mit der die Erdanziehung sie nach unten zieht. Die Muskeln üben eine Kraft nach unten auf den Boden (und damit indirekt auf die Waage) aus, die durch den Dritten Newtonschen Aktions-Reaktions-Gesetz (für jede Aktion gibt es eine gleichgroße, aber entgegengerichtete Reaktion) eine gleich große entgegengesetzte Reaktion erzeugt. Diese nach oben gerichtete Reaktionskraft ermöglicht den Sprung. Während dieser kurzfristigen Phase zeigt die Waage ein höheres Gewicht an, weil die nach unten gerichtete Kraft, die zum Abspringen erforderlich ist, größer ist als das Gewicht der Person unter normalen Umständen. Die zusätzliche Kraft wird durch die Muskeln erzeugt, die gegen den Boden drücken.

3. Nach dem Absprung: Sobald die Person die Luft erreicht hat und keinen Kontakt mehr mit der Waage hat, zeigt die Waage nichts (0 kg) an, da keine Kraft mehr auf sie ausgeübt wird.

Zurück zur ursprünglichen Frage: Ja, kurz bevor und während des Absprungs zeigt die Waage kurzfristig ein höheres Gewicht an. Dies liegt an der erhöhten Kraft, die die Person ausübt, um sich vom Boden abzustoßen. Die genaue Höhe des angezeigten Gewichts hängt von der Stärke der Absprungkraft ab.
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