Nimmt die Stange bei Klimmzügen mehr Gewicht auf, als wenn wir uns an die Stange hängen?

Wenn ich Klimmzüge mache, habe ich das Gefühl, dass ich auf die Stange drücke. Aber hält die Stange wirklich mehr Gewicht aus, als nur herunterzuhängen?

Für Leute, die Klimmzüge und Herunterhängen nicht kennen, hier eine Illustration.

Links: Herunterhängen ----------------------Rechts: Klimmzüge

Klimmzüge

Trägt die Stange im rechten Bild also mehr Gewicht als die linke?

Wenn das Bild eine stehende Person zeigt: Nein, die Stangen nehmen das gleiche Gewicht auf. (Yungs Antwort befasst sich mit der Beschleunigung des Aufstiegs, was Sie vielleicht wirklich fragen.)
Der Typ ist gerissen .
@iamnotmaynard eigentlich wurde er gerade geschunden. Es stellt sich heraus, dass jemand kürzlich seine Haut und seine Fettschichten entfernt hat. Deshalb hat er auch kein Gesicht.
Die Antwort von @ YungHummmma ist im Wesentlichen richtig, geht jedoch nicht auf das "Gefühl" ein, die von Ihnen erwähnte Stange nach unten zu drücken. Sie müssen eine nach unten gerichtete Kraft auf die Stange ausüben, um sich in der Schwebe zu halten; Dies dient jedoch nur dazu, der nach unten gerichteten Schwerkraft entgegenzuwirken, und die Stange fühlt (im Wesentlichen) die gleiche Gesamtkraft, unabhängig davon, ob Sie sich am oberen oder unteren Ende eines Klimmzugs befinden. (Die Schwerkraft nimmt jedoch mit der Entfernung ab; siehe die ersten Kommentare zu YungHummmmas Antwort.)

Antworten (4)

Nehmen wir an, Sie ziehen sich in einer ungefähr einfachen harmonischen Bewegung auf und ab, sodass Ihre Höhe über dem Boden gegeben ist durch:

h = h Ö + h ' s ich n ( ω t )

Bar

Deine Beschleunigung ist gerecht d 2 h / d t 2 , und die Kraft ist nur Ihre Masse mal der Beschleunigung, also ist die Kraft aufgrund Ihrer Bewegung:

F = − m h ' ω 2 s ich n ( ω t )

und die Gesamtkraft auf die Stange ist:

F = − m ( g + h ' ω 2 s ich n ( ω t ) )

Bei diesem Modell ist die Kraft also am tiefsten Punkt Ihres Zyklus am größten, wenn Sie Ihren Abstieg verlangsamen und sich wieder beschleunigen. Es ist oben am niedrigsten, wo Ihr Aufstieg langsamer wird und Sie der Schwerkraft erlauben, Sie wieder nach unten zu ziehen.

Ja, Sie legen mehr Gewicht auf die Stange.

Ihre Masse hier ist m .

Zum Aufhängen übst du einfach Kraft aus F = m g auf der Stange (und entsprechend übt die Stange dieselbe Kraft auf Sie aus, sodass sich die Kräfte aufheben und Sie sich nirgendwohin bewegen).

Damit Sie sich mit einer gewissen Beschleunigung nach oben bewegen a , jetzt müssen Sie die Nettokraft auf Sie ausrichten m a : ∑ F = m a = F b a r − m g . So, F b a r = m ( g + a ) .

Dies ist die Kraft, die die Stange auf Sie ausüben muss, um zu beschleunigen, also ist es die Kraft, die Sie auf die Stange ausüben.

Beachten Sie, dass beim Aufhängen ( a = 0 ), es reduziert sich auf den ersten Fall, F b a r = m g .

Bearbeiten: Ich werde eine kleine Einschränkung hinzufügen, weil es möglicherweise verwirrend sein kann. Sie werden feststellen, dass in diesem Szenario nur beim Beschleunigen mehr Kraft auf die Stange wirkt . Wenn Sie es schaffen, mit einer völlig konstanten Geschwindigkeit nach oben zu fahren, sollte die Kraft es sein m g still. Ich denke, der Grund, warum dies nicht geschieht, ist, dass es für einen Menschen fast unmöglich ist, dies zu tun.

Aber sobald Sie oben sind, bedeutet der leichte Höhenunterschied, dass die Kraft ein bisschen geringer ist als vorher ;-)
@Thriveth Ich fordere Sie heraus, ein Gerät zu entwerfen, das in der Lage ist, den Unterschied zwischen der Kraft zu messen, die man auf die Stange ausübt, wenn sie herunterhängt, und der Kraft, die auf die Stange ausgeübt wird, wenn man oben ist :)
Hmm, und wenn jemand nicht genügend Kraft aufbringen kann, um sich tatsächlich hochzuziehen, es aber versucht, wendet er dann nicht immer noch Kraft auf die Stange an? Müsste hier nicht auch die Kraft größer sein?
@Cruncher wenn es dann keine Beschleunigung gibt, nein, es gibt keine Kraftzunahme. Beispiel: Ein an einer Schnur aufgehängter Gegenstand wiegt nicht weniger als ein an einer Feder aufgehängter Gegenstand gleicher Masse, es wird keine mehr oder weniger Kraft auf die Stange ausgeübt.
@ChocoPouce Das ist ein technisches Problem, ich bin Physiker:-p
@Cruncher: Wenn sie sich nicht bewegen können, wenden sie keine zusätzliche Kraft auf die Stange an. Sie verteilen einige Kräfte innerhalb ihrer Arme neu, nehmen vielleicht etwas Gewicht von den Bändern und auf die Muskeln oder erzeugen einfach zusätzliche Ausgleichskräfte durch die statische Kraft, die sie ausüben. Aber es ist alles zu keiner Gesamtwirkung auf die Bar. In der Praxis braucht es natürlich nicht viel, um zumindest ein bisschen auf und ab zu springen, was die Kraft auf die Stange ein wenig verändert. Wenn Sie nur mit den Beinen herumtreten, wird sich wahrscheinlich Ihr Massenmittelpunkt nach oben und unten bewegen, sodass sich die Kraft auf die Stange ändert.
Diese Antwort ist im Wesentlichen richtig, aber angesichts der Art und Weise, wie die Frage formuliert ist, etwas irreführend. Auf dem Bild rechts beschleunigt die Person, die den Klimmzug ausführt, möglicherweise immer noch nach oben, aber da sie sich am oberen Ende ihres Klimmzugs befindet, beschleunigt sie eher nach unten (oder hält einfach an und beschleunigt nicht). In diesem Fall Die Antwort ist nein , es gibt keine Kraft mehr auf der Stange. (Außerdem gibt es, da Klimmzüge ausgehend von einer Ruheposition ausgeführt werden, immer eine Aufwärtsbeschleunigung; dies hat nichts damit zu tun, dass es für Menschen „fast unmöglich“ ist, sich mit konstanter Geschwindigkeit zu erheben.)
@KyleStrand, der Fall, dass er nach unten beschleunigt, ist tatsächlich auch in der Gleichung enthalten, z a < 0 du erhältst m ( g − a ) was physikalisch Sinn macht. Es scheint auch, als würde er jetzt zwei Dinge fragen, denn in seinem ersten Satz scheint es, als würde er nach dem Akt der Selbsterziehung fragen, während er am Ende nach dem zweiten Bild fragt, wo es so aussieht, als wäre der zerfetzte Typ wahrscheinlich am Ende des Klimmzugs und damit stationär. Meine Antwort deckt jedoch im Grunde alle Möglichkeiten ab.
@KyleStrand, Es stimmt nicht, dass es "immer eine Beschleunigung nach oben" gibt: In einem vereinfachten Bild, wenn Sie die Gravitationskraft überschreiten könnten m g für einen Moment und dann auf genau abnehmen m g , Sie werden nicht beschleunigen, aber Sie würden steigen. Ich erwähne den "menschlichen Aspekt", weil IME-Anfänger in Physik von solchen Dingen verwirrt sind und das klassische "wenn W = F d , warum brauche ich dann Energie, um Gewichte stationär zu halten ( d = 0 )?" Diese Frage ist eine, die sie direkt im Leben erfahren, aber sie widerspricht (naiverweise) der Arbeitsgleichung.
Ich verstehe die Physik in Ihrer Antwort und erkenne an, dass die Gleichung alle Fälle abdeckt. Ich sage nur, dass es wichtig ist, klar zwischen der Auswirkung der Beschleunigung auf die Kraft der Stange und der (vernachlässigbaren) Auswirkung der Höhe auf die Kraft auf die Stange zu unterscheiden. Mit „immer“ meinte ich „bei jedem Klimmzug“, nicht „in jedem Moment während eines Klimmzugs“. Wir wissen, dass es bei einem Klimmzug am unteren Ende eine Beschleunigung und am oberen Ende eine Verzögerung gibt.
Was die Frage nach der Arbeit betrifft, so findet auf zellulärer Ebene Bewegung statt, selbst wenn der Arm vollkommen ruhig ist, also würde selbst im Idealfall Arbeit geleistet werden; Dies ist kein Beispiel dafür, dass Theorie und Beobachtung aufgrund menschlicher Unvollkommenheit widersprüchlich sind. (Siehe physical.stackexchange.com/questions/1984/… )

Wenn Sie nach oben beschleunigen, ist die Kraft auf die Stange größer. F=ma.

Der Akt des Hochziehens (oder Hochhaltens) erfordert eine Änderung der auf Ihre Arme ausgeübten Kraft oder zumindest eine Umverteilung beim Hochhalten. Dadurch ändert sich die Kraft, die auf einen Teil der Stange ausgeübt wird – insbesondere dort, wo sich die Hände befinden, da sie die Stange mit ziemlicher Sicherheit fester greifen werden, als wenn sie schlaff hängen. Das auf die Stange insgesamt ausgeübte Gesamtgewicht wird sich nicht geändert haben, aber durch festeres Greifen wurde zusätzliche Kraft ausgeübt.

Dies natürlich zusätzlich zu der Kraftsteigerung, die erforderlich ist, um aktiv nach oben zu beschleunigen.

Nimmt die Stange bei Klimmzügen mehr Gewicht auf, als wenn wir uns an die Stange hängen?
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