Vollständige Version anzeigen : Die Vermessung der (Karate-) Welt
SKA-Student
06-01-2011, 20:56
Moin,
inspiriert durch die Diskussion um Fallenlassen / Abstoßen und die physikalischen und biomechanischen Unbekannten dahinter, möchte ich hier Ideen sammeln, wie man sowas am besten messen kann.
Ich bastele eh seit einiger Zeit mit einem "schnurlosen Teil" rum, auf dem sich auch ein 3-achsiger Beschleunigungsaufnehmer befindet, mit Messbereichen 3g / 11g, sollte also passen. (Bin Elektronikentwickler, Bereich Messtechnik)
Ich hatte eh schon mal überlegt, wie ich damit sowas wie "Schlagkraft" o.ä. messen kann. Eine viel zu simpel klingende Grundidee basiert auf F = m * a (Kraft=Beschleunigung mal Masse): Beschleunigung eines zB Sandsacks messen.
Zum Thema Beschleunigung "Fallenlassen / Abstoßen":
Wo pack ich am besten den Sensor hin?
Wer kann gleichgut fallenlassen und abstoßen?
Oder doch einfach nur Schlaghärte vergleichen? (wie messe ich die? siehe oben...)
...?
Punkt 2 könnte das Hauptproblem werden, denn wenn wir Fritz (der kann gut fallenlassen) mit Hans (der kann gut abstoßen) vergleichen, haben wir wieder das Apfel und Birnen Problem.
Ich war zwar immer ne Niete in Physik, aber finde es echt cool, dass du dir die Arbeit machst!
Wünsche dir viel erfolg und wäre nett wenn du berichtest sobald du was greifbares hast!
Grüße Ima-Fan
Nick_Nick
06-01-2011, 22:57
Moin,
inspiriert durch die Diskussion um Fallenlassen / Abstoßen und die physikalischen und biomechanischen Unbekannten dahinter, möchte ich hier Ideen sammeln, wie man sowas am besten messen kann.
Ich bastele eh seit einiger Zeit mit einem "schnurlosen Teil" rum, auf dem sich auch ein 3-achsiger Beschleunigungsaufnehmer befindet, mit Messbereichen 3g / 11g, sollte also passen. (Bin Elektronikentwickler, Bereich Messtechnik)
Ich hatte eh schon mal überlegt, wie ich damit sowas wie "Schlagkraft" o.ä. messen kann. Eine viel zu simpel klingende Grundidee basiert auf F = m * a (Kraft=Beschleunigung mal Masse): Beschleunigung eines zB Sandsacks messen.
Zum Thema Beschleunigung "Fallenlassen / Abstoßen":
Wo pack ich am besten den Sensor hin?
Wer kann gleichgut fallenlassen und abstoßen?
Oder doch einfach nur Schlaghärte vergleichen? (wie messe ich die? siehe oben...)
...?
Punkt 2 könnte das Hauptproblem werden, denn wenn wir Fritz (der kann gut fallenlassen) mit Hans (der kann gut abstoßen) vergleichen, haben wir wieder das Apfel und Birnen Problem.
Wenn du einen Kraftaufnehmer hättest, wäre es denke ich am einfachsten. Ranhauen und fertig.
Ansonsten kann man doch mal schauen, was rauskommt, wenn du den Beschleunigungssensor hinten an den Sandsack pappst. Besser wäre vielleicht ein Makiwara, da der ja keine Energie absorbiert. Kriegst zwar die Schlaghärte nicht raus, aber vergleichen kannst du ja.
Ansonsten ist doch deine Idee für die Kraftmessung nicht schlecht mit F=mxa. Bloß irgendeine "nichtverformbare Punktmasse" mit definierter Masse samt Sensor von der Decke baumeln lassen und ranhauen. Nur was ...? Näherungsweise vielleicht ein Medizinball?
Genauso interessant wäre auch die benötigte Zeit vom Starten bis zum Einschlag. Nur bräuchte man wahrscheinlich zwei Lichtschranken (oder andere Ideen?). Man könnte so auch die mittlere Beschleunigung bis zum Einschlag berechnen (s=a/2*t^2).
Und als Parameter verschieden hohe Stände bis hin zu aufrecht im Gleichgewicht stehend (wie eben auf der Straße).
Stellt sich schlussendlich nur die Frage, ob du wirklich die Effektivität des Schlages misst oder eben nur eine Kraft/Beschleunigung. Der Schlag müsste auf alle Fälle schnellstens zurückgezogen werden, um ein Schieben zu vermeiden.
Wer das Fallenlassen richtig kann, sind denke ich Koryu-Leute. Nur sind die leider sehr wenig in Deutschland vertreten. Oder machen das auch andere Kampfkünste?
In jedem Fall viel Erfolg.
SKA-Student
07-01-2011, 07:46
Schon ein paar gute Ideen dabei.
Die Verformbarkeit... ist das ein Problem für Vergleichsmessungen? Ist ja annähernd bei jeder Ausführung gleich verformbar der Sandsack oder wasauchimmer.
...
Stellt sich schlussendlich nur die Frage, ob du wirklich die Effektivität des Schlages misst oder eben nur eine Kraft/Beschleunigung. Der Schlag müsste auf alle Fälle schnellstens zurückgezogen werden, um ein Schieben zu vermeiden.
...
Schieben wäre nicht so schlimm, wenn man die Beschleunigung direkt misst, denn die müsste dann relativ gering sein.
Witzige Idee. Ich lerne das mit dem fallenlassen (also wie es richtig geht und nicht wie ich früher dachte, das es geht) zwar erst seit kurzem, aber ich würd mich gerne vermessen lassen. Also Versuchskarnickel 1 habt ihr. :D
Eine Trainingskollegin aus meinem Dojo hat die Messung von Schlagkraft in ihrer Diplomarbeit auf der TU Wien verwurschtet. Hier ein kurzer (sauschlecht recherchierter) Absatz in der Tagespresse drüber: Kreative Studenten: Die etwas anderen Abschlussarbeiten DiePresse.com (http://diepresse.com/home/bildung/unilive/455643/Kreative-Studenten_Die-etwas-anderen-Abschlussarbeiten)
Sie hat sich mit einem Kollegen einen speziellen Sensor gebastelt und wir waren die Versuchskaninchen :)
Achja, und hier hab ich noch ein Poster mit Fotos gefunden, sie hat mit ihrer Diplomarbeit sogar einen Preis gewonnen : http://www.informatik.tuwien.ac.at/lehre/services/epilog/2008ws/poster-fraunschiel.pdf
SKA-Student
07-01-2011, 10:50
Eine Trainingskollegin aus meinem Dojo hat die Messung von Schlagkraft in ihrer Diplomarbeit auf der TU Wien verwurschtet. Hier ein kurzer (sauschlecht recherchierter) Absatz in der Tagespresse drüber: Kreative Studenten: Die etwas anderen Abschlussarbeiten DiePresse.com (http://diepresse.com/home/bildung/unilive/455643/Kreative-Studenten_Die-etwas-anderen-Abschlussarbeiten)
Sie hat sich mit einem Kollegen einen speziellen Sensor gebastelt und wir waren die Versuchskaninchen :)
Achja, und hier hab ich noch ein Poster mit Fotos gefunden, sie hat mit ihrer Diplomarbeit sogar einen Preis gewonnen : http://www.informatik.tuwien.ac.at/lehre/services/epilog/2008ws/poster-fraunschiel.pdf
:verbeug:
Oh danke Meisterin!
Genau sowas, soooo supi! :)
Gerade das Poster hilft!
So einen Flexiforce Sensor habe ich auch genau deswegen schon mal bestellt, aber wegen zu punktueller Krafteinwirkung auch an eine Platte gedacht.
Aber es wurde ja auch die Beschleunigung am Boxsack gemessen, auch mit einem drei-achsigen Sensor, so werde ich das irgendwann mal (hoffentlich bald) zusammenbasteln.
Für optische Messungen habe ich leider nix da.
Nick_Nick
07-01-2011, 12:40
Clevere Idee, die negative Beschleunigung zu messen.
... Die Verformbarkeit... ist das ein Problem für Vergleichsmessungen? Ist ja annähernd bei jeder Ausführung gleich verformbar der Sandsack oder wasauchimmer.
Stimmt, wenn sich´s immer gleich verformt, sollte es für den Vergleich eigentlich egal sein. Müsste man vielleicht mal eine Serie mit gleichen Parametern aufnehmen, um den Einfluss der Verformung beim Schlagen auf den Sandsack zu sehen.
Schieben wäre nicht so schlimm, wenn man die Beschleunigung direkt misst, denn die müsste dann relativ gering sein.
Das stimmt, eigentlich sollte dann ja die Beschleunigung auf Null gehen.
Und übrigens Glückwunsch zum ersten Probanden.
:verbeug:
Oh danke Meisterin!
Genau sowas, soooo supi! :)
Gerade das Poster hilft!
So einen Flexiforce Sensor habe ich auch genau deswegen schon mal bestellt, aber wegen zu punktueller Krafteinwirkung auch an eine Platte gedacht.
Aber es wurde ja auch die Beschleunigung am Boxsack gemessen, auch mit einem drei-achsigen Sensor, so werde ich das irgendwann mal (hoffentlich bald) zusammenbasteln.
Für optische Messungen habe ich leider nix da.
Vielleicht kannst du dir ja die Diplomarbeit(en) besorgen als Grundlage und was Neues draus machen. Es waren sogar zwei Diplomarbeiten, eine praktische und eine theoretische, weil sie zwei verschiedene Studien abgeschlossen hat damit. Ich hab das ganze nur lektoriert (auf Rechtschreibfehler hin) aber von dem ganzen Formelzeugs nicht viel verstanden.
Vielleicht kannst du dir ja die Diplomarbeit(en) besorgen als Grundlage und was Neues draus machen. Es waren sogar zwei Diplomarbeiten, eine praktische und eine theoretische, weil sie zwei verschiedene Studien abgeschlossen hat damit. Ich hab das ganze nur lektoriert (auf Rechtschreibfehler hin) aber von dem ganzen Formelzeugs nicht viel verstanden.
Das ist ja mal cool! :p
PS: unfair dass beleibte Karateka mehr wegstecken als Dünne :D
PS: unfair dass beleibte Karateka mehr wegstecken als Dünne :D
Weniger bewegen, mehr essen.
Kann doch so schwer nicht sein.:D
SKA-Student
07-01-2011, 14:28
Weniger bewegen, mehr essen.
Kann doch so schwer nicht sein.:D
Das dachte ich auch gerade! :D
Weniger bewegen, mehr essen.
Kann doch so schwer nicht sein.:D
Das geht ganz leicht!!! :D
Und man bekommt noch nebenbei den richtigen Bums in der Faust.
(http://www.youtube.com/watch?v=gvmYOMeGTkA) ;)
WingChun77
07-01-2011, 21:36
Hallo und guten Abend!
Sehr interessantes Thema! Vor allem, weil experimentelle Werte vorliegen. Nun habe ich ein paar Fragen zum "Poster" (s.o.) und dem dort zitierten Energiesatz:
E = 1/2*m*v^2 - m*g*h + 1/2 m*w^2*r
E = kinetische Energie - potenzielle Energie + Rotationsenergie
1) Was wurde genau und wie gemessen? Die Kraft F, die Beschleunigung a, der Impuls p oder aber die Energie E?
2) Warum wird die potenzielle Energie in der obigen Formel bzw. auf dem Poster abgezogen?
3) Wie wurde die Winkelgeschwindigkeit (von der Faust oder vom Sandsack?) bei der Rotationsenergie bestimmt?
LG
Günther
SKA-Student
08-01-2011, 10:04
3) Wie wurde die Winkelgeschwindigkeit (von der Faust oder vom Sandsack?) bei der Rotationsenergie bestimmt?
Kann nur vermuten: wahrscheinlich mit einem Gyroscope, gibt's inzwischen auch 2-achsig als Halbleitersensor in 7x5x1.5mm Größe...
Hallo und guten Abend!
Sehr interessantes Thema! Vor allem, weil experimentelle Werte vorliegen. Nun habe ich ein paar Fragen zum "Poster" (s.o.) und dem dort zitierten Energiesatz:
E = 1/2*m*v^2 - m*g*h + 1/2 m*w^2*r
E = kinetische Energie - potenzielle Energie + Rotationsenergie
1) Was wurde genau und wie gemessen? Die Kraft F, die Beschleunigung a, der Impuls p oder aber die Energie E?
2) Warum wird die potenzielle Energie in der obigen Formel bzw. auf dem Poster abgezogen?
3) Wie wurde die Winkelgeschwindigkeit (von der Faust oder vom Sandsack?) bei der Rotationsenergie bestimmt?
LG
Günther
Nachdem es nicht mein Poster ist und ich von Physik null Ahnung hab, kann ich dir das leider nicht sagen, aber offenbar hat es ein paar Profs auf der Uni überzeugt, der Verfasserin zwei Diplome zu verleihen ;)
Erst müsste man sich mal darauf einen, welche Grösse überhaupt gemessen werden will ;)
Nick_Nick
09-01-2011, 21:40
Hallo und guten Abend!
Sehr interessantes Thema! Vor allem, weil experimentelle Werte vorliegen. Nun habe ich ein paar Fragen zum "Poster" (s.o.) und dem dort zitierten Energiesatz:
E = 1/2*m*v^2 - m*g*h + 1/2 m*w^2*r
E = kinetische Energie - potenzielle Energie + Rotationsenergie
1) Was wurde genau und wie gemessen? Die Kraft F, die Beschleunigung a, der Impuls p oder aber die Energie E?
2) Warum wird die potenzielle Energie in der obigen Formel bzw. auf dem Poster abgezogen?
3) Wie wurde die Winkelgeschwindigkeit (von der Faust oder vom Sandsack?) bei der Rotationsenergie bestimmt?
LG
Günther
zu a)
Gemessen wurde die Kraft mit einem Kraftaufnehmer und die Beschleunigung mit einem Beschleunigungssensor sowie einer High-Speed-Kamera zur Kontrolle.
Damit lässt sich die Masse berechnen (m=F/a).
Aus ihren Beschleunigungs-Zeit-Diagrammen bzw. Kraft-Zeit-Diagrammen hat sie vermutlich bestimmt, wie lange die Schlageinwirkung gedauert hat. Mit Kenntnis der Zeit kann man über die Gleichung, die unter dem Anstrich "Kraft" steht (F=m*v/t, also v=F*t/m) die Geschwindigkeit berechnen, mit der die Faust am Sandsack einschlägt. Damit hat man die entscheidende Größe für die Berechnung der Energie entsprechend der angegebenen Formel.
zu b)
Zu lesen ist die Formel, dass in Abhängigkeit der geradlinigen Geschwindigkeit der Faust und der Winkelgeschwindigkeit bei der Faustdrehung der Sandsack mehr oder weniger ausschwingt. Relevant ist hierbei der Höhenunterschied.
Der Ansatz für die Energiebetrachtung lautet:
1/2*m*v^2 + 1/2 m*w^2*r = m*g*h
Durch Subtraktion des Terms auf der rechten Seite kommst du auf die angegebene Gleichung.
Allerdings ist´s auf dem Poster etwas schlampig geschrieben, da in m*g*h als Masse die des Sandsacks gemeint ist und in 1/2*m*v^2 die vorher berechnete Masse des Körpers. Und die Masse im Term der Rotationsenergie müsste eigentlich die der Faust und eines Teils des Unterarms sein. Es sind also 3 Massen, die entsprechend gekennzeichnet sein müssten.
zu c)
Gemeint ist die Winkelgeschwindigkeit der Faust (s. Legende unten auf dem Poster).
Beim Tate Zuki ist die Berechnung der Energie unproblematisch, da die Faustdrehung wegfällt. Die Gleichung lautet also:
1/2*m*v^2 = m*g*h.
Ich vermute, dass sie die Bestimmung der Rotationsenergie für den Gyaku Zuki unter den Tisch hat fallen lassen, da sie sehr gering ist. Erstens ist die Masse relativ klein, zweitens zeigen die Kraft- und Beschleunigungsverläufe, dass in Längsrichtung ein großer Wert erreicht wird, in den anderen beiden Achsen dieser aber sehr klein ist.
Berechnen denke ich könnte man sie, indem man die resulierende Kraft und Beschleunigung aus den beiden Querrichtungen berechnet (also die Längsrichtung nicht betrachtet), die Masse (von Faust und Teil des Unterarms) berechnet und anschließend die Geschwindigkeit. Mit Kenntnis des Radius der Faust lässt sich die Winkelgeschwindigkeit berechnen.
Ich glaube nicht, dass sie die Winkelgeschwindigkeit anderweitig experimentell bestimmt hat.
Das ist wirklich sehr interessant. Jedoch kein wirklich neues Thema hier im KKB. Es gab darüber und über ähnliche Themen (also die physikalischen Gründe für Kraftübertragung) eine ganze Menge Threads auch hier im Karateforum. Unser Kyokushin-Franzose Dubois hat damals darüber auch sehr speziell referiert.
http://www.kampfkunst-board.info/forum/f7/physik-n-te-nur-kleiner-exkurs-71754/
Gibt noch mehr, bin aber zu faul zum suchen :p
Hier auch eine ganz interessanter Thread zu einem ähnlichen Thema (zumindest geht es um physikalische Grundlagen ;))
http://www.kampfkunst-board.info/forum/f8/physikalische-grundlagen-one-inch-punch-13186/index3.html
Wäre vielleicht nicht Impuls die bessere Größe, die zu messen wäre?
Hab mich da mal mit meinem Trainer vor etwas längerer Zeit unterhalten... weiß aber nicht mehr zu welchem ergebnis wir kamen ^^
Wenn nicht, sagts. Finde die Physik in der KK immer interessant ;)
Wäre vielleicht nicht Impuls die bessere Größe, die zu messen wäre?
Hab mich da mal mit meinem Trainer vor etwas längerer Zeit unterhalten... weiß aber nicht mehr zu welchem ergebnis wir kamen ^^
Wenn nicht, sagts. Finde die Physik in der KK immer interessant ;)
Sie hat den Impuls gemessen. Impuls ist Masse*Geschwindigkeit. Oder besser gesagt, schau dir die Berechnung der Kraft auf dem Poster an.
.
Zum Thema Potentielle Energie: Nach Poster wurde ja gerade KEIN Boxsack verwendet (Unzuverlässigkeit durch Verformung). Ich vermute das sie damit die Energie die nötig ist um die Schlagfaust aus der Hüfte in Trefferhöhe zu bringen meint. Schlag leicht nach oben -> es wird pot.Energie aufgebaut -> weniger Schlagwirkung; Schlag nach unten -> es wird pot. Energie abgebaut und geht mit in die Schlagwirkung ein. Auserdem hätten wir dann nocheinmal das selbe m.
Sie hat den Impuls gemessen. Impuls ist Masse*Geschwindigkeit. Oder besser gesagt, schau dir die Berechnung der Kraft auf dem Poster an.
.
Zum Thema Potentielle Energie: Nach Poster wurde ja gerade KEIN Boxsack verwendet (Unzuverlässigkeit durch Verformung). Ich vermute das sie damit die Energie die nötig ist um die Schlagfaust aus der Hüfte in Trefferhöhe zu bringen meint. Schlag leicht nach oben -> es wird pot.Energie aufgebaut -> weniger Schlagwirkung; Schlag nach unten -> es wird pot. Energie abgebaut und geht mit in die Schlagwirkung ein. Auserdem hätten wir dann nocheinmal das selbe m.
Wir schlagen nicht von der Hüfte weg, ist ja nicht Shotokan und außerdem ist der Schlag kein Kihon Schlag, der Schlag kommt also aus der Kopfdeckung :mad::p
Wir schlagen nicht von der Hüfte weg, ist ja nicht Shotokan und außerdem ist der Schlag kein Kihon Schlag, der Schlag kommt also aus der Kopfdeckung :mad::p
na gut, kann dennoch die Differenz zwischen der Deckungshöhe und der Trefferhöhe sein.....
zum anderen Thema -> ich Shotokan + Karate Grünling
Nick_Nick
12-01-2011, 23:39
Wäre vielleicht nicht Impuls die bessere Größe, die zu messen wäre?
Hab mich da mal mit meinem Trainer vor etwas längerer Zeit unterhalten... weiß aber nicht mehr zu welchem ergebnis wir kamen ^^
Wenn nicht, sagts. Finde die Physik in der KK immer interessant ;)
Die Formeln für den Impuls-Kraft-Zusammenhang sind auf dem Poster angegeben (der Einfachheit halber kann man die "umgekehrten Sechsen" beim Anstrich "Kraft" wegdenken und bei "Impuls" lautet die Formel vereinfacht p = F * delta t). Das heißt, mit den Messgrößen F und t kannst du den Impuls berechnen (messen geht nicht). Was die Frau ja auch gemacht hat. Der Impuls ist nicht mehr aussagekräftig als diese Messgrößen.
Und den Schaden richtet die einwirkende Kraft an, also sollte sie die relevante Größe sein.
Sie hat den Impuls gemessen. Impuls ist Masse*Geschwindigkeit. Oder besser gesagt, schau dir die Berechnung der Kraft auf dem Poster an.
.
Zum Thema Potentielle Energie: Nach Poster wurde ja gerade KEIN Boxsack verwendet (Unzuverlässigkeit durch Verformung). Ich vermute das sie damit die Energie die nötig ist um die Schlagfaust aus der Hüfte in Trefferhöhe zu bringen meint. Schlag leicht nach oben -> es wird pot.Energie aufgebaut -> weniger Schlagwirkung; Schlag nach unten -> es wird pot. Energie abgebaut und geht mit in die Schlagwirkung ein. Auserdem hätten wir dann nocheinmal das selbe m.
Wovon zum Teufel redest du da??? :mad:
Den Imuls kann man nicht messen, man muss ihn aus Messgrößen berechnen.
Zweitens wurde laut Poster sehr wohl ein Boxsack verwendet, das ist das braune Ding, das von der Decke baumelt. Und an dem eine Kraftmessplatte befestigt ist. Plus wurde ein Makiwara verwendet. Steht auch noch ganz oben rechts. Zusätzlich steht auf dem Poster noch in gelber Schrift "Beschleunigungs- und KraftMESSUNG. Das bringt zum dritten Punkt, nämlich, dass die Kraft gemessen wurde und nicht berechnet.
Das ist komplett Nonsens, was du da geschrieben hast.
SKA-Student
14-01-2011, 16:49
So, habe meine Hardware soweit, dass ich schnurlos einen (oder 2) 3-achsigen Beschleunigungsaufnehmer irgendwo drankleben und messen kann.
Der Empfänger hat eine USB/RS232 Schnittstelle.
Problem:
Ich kann das ganze per PC/Laptop über sowas wie Hyperterminal bedienen und Text aufnehmen, dann das ganze in OpenOffice / Excell Tabellen importieren.
Und hier ist das Problem: das ist sehr sperrig.
Deswegen:
Kennt hier jemand einen Programmierer (oder kann's selbst), der ein Progämmchen schreiben kann, das Daten einer (virtuellen USB-) seriellen Schnittstelle (COMx, 115k2baud) einliest und die Messdaten grafisch darstellt - oder im Tabellenformat exportiert? Auf Windows OS.
???
Nick_Nick
15-01-2011, 11:59
So, habe meine Hardware soweit, dass ich schnurlos einen (oder 2) 3-achsigen Beschleunigungsaufnehmer irgendwo drankleben und messen kann.
Der Empfänger hat eine USB/RS232 Schnittstelle.
Problem:
Ich kann das ganze per PC/Laptop über sowas wie Hyperterminal bedienen und Text aufnehmen, dann das ganze in OpenOffice / Excell Tabellen importieren.
Und hier ist das Problem: das ist sehr sperrig.
Deswegen:
Kennt hier jemand einen Programmierer (oder kann's selbst), der ein Progämmchen schreiben kann, das Daten einer (virtuellen USB-) seriellen Schnittstelle (COMx, 115k2baud) einliest und die Messdaten grafisch darstellt - oder im Tabellenformat exportiert? Auf Windows OS.
???
ist zwar eine nichtssagende Antwort, aber ich kann´s nicht und kenne auch niemanden, der´s kann.
Aber wenn ich dich richtig verstanden habe, erhältst du Messergebniss, kannst diese in einer Textdatei speichern und diese wiederum in Excel importieren und aufbereiten.
Wenn´s so ist, kannst du doch ein Makro in Excel erstellen. Machst die Arbeit nur einmal, dann führst du eben das Makro aus.
La Cucaracha
15-01-2011, 20:06
Programmieren ist zwar auch nicht meine Welt, aber sollte das mit LabView nicht einigermaßen stressfrei zu machen sein? (Falls du bzw. deine Uni das Programm habt).
NeverQuit
15-01-2011, 22:03
Hi,
poste doch einfach mal (als Anhang) ein solches Messergebnis, welches du per Software "verwandelt" haben willst. Dann kann sich jeder ein Bild machen, ob er es kann ;-)
NeverQuit
BIn ich der einzige der sich über die Messergebnisse im Poster wundert.
866 - 5300 N
4360 +/- 2330 N d.h 2330 - 6690 N
Die Messungenauigkeit ist ja so gigantisch das entweder der Aufbau und die Berechnung falsch sind oder die Leute einfach nicht schlagen können.
Ein geübter Kampfsportler der an ein feststehendes Zeil schlägt hat sollte ja wohl nicht mehr als 10% Abweichung zwischen den Schlägen haben.
ist zwar eine nichtssagende Antwort, aber ich kann´s nicht und kenne auch niemanden, der´s kann.
Aber wenn ich dich richtig verstanden habe, erhältst du Messergebniss, kannst diese in einer Textdatei speichern und diese wiederum in Excel importieren und aufbereiten.
Wenn´s so ist, kannst du doch ein Makro in Excel erstellen. Machst die Arbeit nur einmal, dann führst du eben das Makro aus.
Am besten ein Programm schreiben das aus dem USB-Stream eine CSV erstellt und dann rein in Excel. Wird so schwer nicht.
Ich würde es ja machen aber so ganz ohne Test / Testgerät klappt das nicht. 50% der SW-Entwicklung ist testen/probieren ;)
Die DA wurde von einem Prof. der Meduni Wien betreut (Zentrum Medizinische Physik und Biomedizinische Technik der MedUni Wien (http://www.meduniwien.ac.at/zbmtp/)). Genaueres kann man vermutliches am einfachsten direkt bei Melanie in einem bekannten Social Network erfragen ;)
Ich zitiere mal Hashime:
... und wir waren die Versuchskaninchen
Das impliziert doch, dass mehrere (verschiedene) Leute geschlagen haben, vllt daher der unterschied? Wäre jedenfalls meine Interpretation, keine Garantie auf Richtigkeit.
La Cucaracha
16-01-2011, 11:15
@ Dash, Kuun-Lan:
So hätte ich das jetzt auch verstanden: dass die Abweichungen durch die unterschiedlichen Probande zustande kommen. Inwieweit es sinnvoll ist, eine relativ kleine Anzahl Versuchspersonen mit so großer Streuung der Ergebnisse zu untersuchen (und was damit gezeigt werden soll) ist was anderes. Aber interessant ist es allemal.
Ich nehme stark an, dass hier doch auch Statistische Berechnungen mir Signifikanzniveau uä angestellt worden sind.
Boxerjugend
16-01-2011, 11:48
Ihr hättet bei einem Boxer die Schlagkraft messen solln :=)
Und vielleicht nicht unbedingt in Energie oder N, sondern in Bar.
Ansonsten vielleicht die Sandsäcke nach dem Gewicht der Probanden geändert.
Aber vielleicht habt ihr das und ich habs übersehn :)
Coole Idee dennoch :=)
Nick_Nick
16-01-2011, 12:12
BIn ich der einzige der sich über die Messergebnisse im Poster wundert.
866 - 5300 N
4360 +/- 2330 N d.h 2330 - 6690 N
Die Messungenauigkeit ist ja so gigantisch das entweder der Aufbau und die Berechnung falsch sind oder die Leute einfach nicht schlagen können.
Ein geübter Kampfsportler der an ein feststehendes Zeil schlägt hat sollte ja wohl nicht mehr als 10% Abweichung zwischen den Schlägen haben.
Hast recht, ziemlich große Abweichung, da kann man´s auch lassen. Aber bei näherem Hinsehen sind das alles Literaturquellen (Stern, Pierce, Sherman, Biermann). Die einzigen Werte, die von ihr sind, stehen in dem vorletzten, linken Anstrich (1400N-1800N). Und ein Mittelwert von 1600N +-200N geht ja. Da hast du auch in etwa deine prognostizierten 10% Abweichung. Bzgl. der anderen Literaturwerte müsstest du ihre Arbeit einsehen (oder die Literatur auswerten).
Falsch berechnet kann sie nichts haben, da das ja Messergebnisse sind (F und a).
Ihr hättet bei einem Boxer die Schlagkraft messen solln :=)
Und vielleicht nicht unbedingt in Energie oder N, sondern in Bar.
Messen geht wieder nicht, du musst die Trefferfläche ausmessen und die Kraft durch diese Fläche teilen (die Einheit ist bei solchen Sachverhalten dann nicht bar, sondern MPa oder N/mm^2). Aber die Aussage bringt auch nicht mehr als die Angabe der Kraft. Wenn du bestimmen willst, ob bspw. unter der Belastung ein Knochen bricht, musst du die Kraft auf die Abmessungen des Knochens beziehen, nicht auf die Trefferfläche.
Am besten ein Programm schreiben das aus dem USB-Stream eine CSV erstellt und dann rein in Excel. Wird so schwer nicht.
Ich würde es ja machen aber so ganz ohne Test / Testgerät klappt das nicht. 50% der SW-Entwicklung ist testen/probieren ;)
vielleicht wohnst du ja bei "SKA-Student" um die Ecke?
Boxerjugend
16-01-2011, 13:09
H
Messen geht wieder nicht, du musst die Trefferfläche ausmessen und die Kraft durch diese Fläche teilen (die Einheit ist bei solchen Sachverhalten dann nicht bar, sondern MPa oder N/mm^2). Aber die Aussage bringt auch nicht mehr als die Angabe der Kraft. Wenn du bestimmen willst, ob bspw. unter der Belastung ein Knochen bricht, musst du die Kraft auf die Abmessungen des Knochens beziehen, nicht auf die Trefferfläche.
Ok, und wie stellt man sich nun N vor, wieviel Kilo wird durch den Schlag wie weit oder wie schnell beschleunigt z.B.? Damit so fachfremde wie ich auch was drunter vorstellen können :=)
Grüsse
SKA-Student
16-01-2011, 13:23
Moin Leute,
Macro in OpenOffice muss ich nochmal testen.
Ansonsten:
Um die Datenbandbreite gering zu halten (wegen low power wireless...), würde ich gerne reine "(signed) char" Bytes als Daten verschicken.
Um keine Achsen- oder Kanalvertauschung (2 Kanäle, einer am Sandsack, einer an der Hand, evtl noch mehr) zu bekommen, würde ich jede Achse mit X/Y/Z als ASCII kennzeichnen, und den Beginn jedes Datenpaketes mit Kanalnummer (ASCII '1', '2';...).
Jedes Datenpaket würde dann 61 Bytes haben: 10 Messwerte pro Achse, jeweils mit xyz-Kennzeichnung, +Kanalnummer), das würde dann so aussehen:
(€ = Datenbyte)
1x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x €y€z€x€y€z€
^
|___Kanalnummer - Achse - Datenbyte - Achse - Datenbyte - Achse - Datenbyte - ...
Das läßt sich aber auch relativ leicht ändern, wie's dem Programmierer besser passen würde.
Darstellung zur Auswertung würde ich erstmal einfach halten:
Diagramm der 3 Beschleunigen über die Zeit (ach ja, Abtastrate ist 390,625Hz, => 2,56ms), zusätzlich noch Gesamtbeschleunigung = geometrische Summe der Beschleunigungen (=Wurzel aus der Summe der Quadrate).
Die gemessenen Beschleunigungen sind bereits Hochpass-gefiltert um die statische Erdbeschleunigung zu eliminieren.
Underhook
16-01-2011, 13:29
Ok, und wie stellt man sich nun N vor, wieviel Kilo wird durch den Schlag wie weit oder wie schnell beschleunigt z.B.? Damit so fachfremde wie ich auch was drunter vorstellen können :=)
Grüsse
1 Newton ist die Krafvt die du brauchst um 1 kg Masse in einer Sekunde auf 1 m/s zu Beschleunigen
Wenn man aber ne Aussage darüber haben wollte wieviel Bums der Schlag hat sollte man die Schlagenergie/Fläche Messen.
SKA-Student
16-01-2011, 14:33
...
Wenn man aber ne Aussage darüber haben wollte wieviel Bums der Schlag hat sollte man die Schlagenergie/Fläche Messen.
Ja, das ist auch so ein Problem, die Trefferfläche.
Man sollte erst Kraft / Beschleunigung messen, und evtl unabhängig davon die Trefferfläche. Vielleicht wie beim Kartoffeldruck? :D Faust färben, Blatt Papier an den Sandsack...?
Ich bin immer erstaunt, wie stark sich die Schläge meines Sohnes (8J, 1,35m, 30kg) auf meine Bauchdecke anfühlen (er auch)...
Was haben die Karateka eich immer mit der Fläche? :confused:
Die Energie ist WEITAUS wichtiger, als der Druck!
Dass der Druck entscheidend wäre, den ein Schlag ausübt, ist ein Mythos ohne jegliche wissenschaftliche Grundlage! Bullshido und nichts weiter
Der Druck wäre höchstens dann entscheidend, wenn du jemanden mit der Faust erstechen willst ;) :D
Ansonsten für jene, die den Flächendruck für entscheidend halten:
Wenn ihr die Wahl hättet, mit was ihr geschlagen werdet:
a) mit einem Vorschlaghammer mit einer Kraft von 160'000 Newton
b) mit einem angespitzten Bleistift mit der Kraft von 1 Newton
Nun, bei Möglichkeit a) ist der Flächendruck 15mal geringer, als bei Fall b) .... trotzdem würde ich mal vermuten, dass Fall b) eher harmlos sein dürfte ganz im Gegensatz zu Fall a) ;)
Also bitte! Druck ist ziemlich irrelevant, verglichen damit, wie wichtig die Kraft ist.
SKA-Student
16-01-2011, 15:42
...
Also bitte! Druck ist ziemlich irrelevant, verglichen damit, wie wichtig die Kraft ist.
Super Vergleich, 160kN zu 1N.
Bei gleicher Kraft mit
- Boxhandschuh oder
- bloßer Faust oder
- "Ein-Fingerknöchel-Faust" (wie heisst das mit dem ausgefahrenen Mittelfingerknöchel? Ippon Ken?)
soll es keinen Unterschied in der Wirkung geben?
Glaube ich nicht. Aber überhaupt nicht.
Super Vergleich, 160kN zu 1N.
Ja, bei zweiterem Beispiel war der Druck 15MAL höher! Wenn tatsächlich der Druck die entscheidende Grösse wäre, wäre zweiteres gefährlicher... oder ist also doch die Kraft entscheidender?
Bei gleicher Kraft mit
- Boxhandschuh oder
- bloßer Faust oder
- "Ein-Fingerknöchel-Faust" (wie heisst das mit dem ausgefahrenen Mittelfingerknöchel? Ippon Ken?)
soll es keinen Unterschied in der Wirkung geben?
Glaube ich nicht. Aber überhaupt nicht.
Der Boxhandschuh dämpft die Beschleunigung ein wenig, von daher ist er zu diesem Vergleich nicht zugelassen.
Zwischen den anderen beiden Beispielen besteht ein Unterschied einzig im Potential eine Platzwunde am Gesicht zuzufügen.
Die Barbie-Ken oder wie das heisst hat eine stärkere Wirkung auf die HAUT, das wollte ich mit dem übertriebenen Beispiel "Gegner erstechen" aufzeigen, die Haut erträgt knapp 1J/mm^2 ansonsten wird sie penetriert, jedenfalls bei ballistischen Betrachtungen.
Im Training unter friedlichen Bedingungen dürfte dritteres Beispiel wegen der Wirkung auf die Haut unangenehmer sein.
Ein höheres Potential jemanden auszuknocken hat sie jedoch keineswegs, das ist vollkommen unwissenschaftlich!
Ich kann mir sogar vorstellen, dass der "ausgefahrene" Mittelfinger einige Millimeter mehr nachgibt, als die geballte Faust, und deshalb sogar von einer niedrigeren Beschleunigung auszugehen ist.
Boxerjugend
16-01-2011, 16:15
Die Energie ist WEITAUS wichtiger, als der Druck!
Dass der Druck entscheidend wäre, den ein Schlag ausübt, ist ein Mythos ohne jegliche wissenschaftliche Grundlage! Bullshido und nichts weiter
Der Druck wäre höchstens dann entscheidend, wenn du jemanden mit der Faust erstechen willst ;) :D
Druck entscheidet ob dein Gegner verletzt wird oder nicht.
Ansonsten für jene, die den Flächendruck für entscheidend halten:
Wenn ihr die Wahl hättet, mit was ihr geschlagen werdet:
a) mit einem Vorschlaghammer mit einer Kraft von 160'000 Newton
b) mit einem angespitzten Bleistift mit der Kraft von 1 Newton
Nun, bei Möglichkeit a) ist der Flächendruck 15mal geringer, als bei Fall b) .... trotzdem würde ich mal vermuten, dass Fall b) eher harmlos sein dürfte ganz im Gegensatz zu Fall a) ;)
Also bitte! Druck ist ziemlich irrelevant, verglichen damit, wie wichtig die Kraft ist.
Möglichkeit a macht ja wohl mehr Druck und das auf einer viel grösseren Fläche,
Nick_Nick
16-01-2011, 16:18
Moin Leute,
Macro in OpenOffice muss ich nochmal testen.
Ansonsten:
Um die Datenbandbreite gering zu halten (wegen low power wireless...), würde ich gerne reine "(signed) char" Bytes als Daten verschicken.
Um keine Achsen- oder Kanalvertauschung (2 Kanäle, einer am Sandsack, einer an der Hand, evtl noch mehr) zu bekommen, würde ich jede Achse mit X/Y/Z als ASCII kennzeichnen, und den Beginn jedes Datenpaketes mit Kanalnummer (ASCII '1', '2';...).
Jedes Datenpaket würde dann 61 Bytes haben: 10 Messwerte pro Achse, jeweils mit xyz-Kennzeichnung, +Kanalnummer), das würde dann so aussehen:
(€ = Datenbyte)
1x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x €y€z€x€y€z€
^
|___Kanalnummer - Achse - Datenbyte - Achse - Datenbyte - Achse - Datenbyte - ...
Das läßt sich aber auch relativ leicht ändern, wie's dem Programmierer besser passen würde.
Darstellung zur Auswertung würde ich erstmal einfach halten:
Diagramm der 3 Beschleunigen über die Zeit (ach ja, Abtastrate ist 390,625Hz, => 2,56ms), zusätzlich noch Gesamtbeschleunigung = geometrische Summe der Beschleunigungen (=Wurzel aus der Summe der Quadrate).
Die gemessenen Beschleunigungen sind bereits Hochpass-gefiltert um die statische Erdbeschleunigung zu eliminieren.
Wie "NeverQuit" geschrieben hat, poste doch mal so ein Messergebnis als Anhang. Ich stelle es mir als ziemlich große Textdatei in der Form vor (oder liege ich da falsch, und das Problem ist das Erfassen der Messwerte?):
1x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x €y€z€x€y€z€
2x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x€y€z€x €y€z€x€y€z€
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...
Und das liese sich ja ziemlich bequem automatisiert in Excel importieren.
Wenn man aber ne Aussage darüber haben wollte wieviel Bums der Schlag hat sollte man die Schlagenergie/Fläche Messen.
hm ... in der Energie stecken als Einflussgrößen Masse und Geschwindigkeit drin, in der Kraft Masse und Beschleunigung (ersteres bezogen bezogen auf die Fläche ergibt deine Energiedichte, letzteres - auf die gleiche Fläche bezogen - ergibt einen Druck oder eine Flächenpressung).
Nur wo ist da der Unterschied zwischen Energiedichte und Druck (natürlich hinsichtlich der Aussage)? Aber eigentlich:
Was haben die Karateka eich immer mit der Fläche? :confused:
gebe Kraken grundlegend recht (mal abgesehen davon, dass dein Beispiel hinten und vorne nicht stimmt; der Druck, den dein Hammer ausübt ist viel höher als der deines Bleistiftes): ich halte den Flächenbezug hinsichtlich Trefferfläche ebenfalls für nicht angebracht, wenn man von der reinen Physik und der Stärke des Angriffs ausgeht. Wenn´s um Angriffe auf kleine Vitalpunkte geht, spielt die Fläche sicherlich eine Rolle, aber bloß, weil man sonst nicht zielgenau arbeitet. Da reicht dann sicherlich auch eine erheblich kleinere Kraft/Energie/Impuls/was auch immer.
Oder vielleicht bewirkt eine kleinere Trefferfläche am menschlichen Körper generell einen größeren Schmerz. Aber das wäre dann der Bereich der Mediziner.
Ja, das ist auch so ein Problem, die Trefferfläche.
Man sollte erst Kraft / Beschleunigung messen, und evtl unabhängig davon die Trefferfläche. Vielleicht wie beim Kartoffeldruck? :D Faust färben, Blatt Papier an den Sandsack...?
wenn du´s machen willst, ist doch eine super Idee. Das ganze dann auf Millimeterpapier und dann zählen.
Ich bin immer erstaunt, wie stark sich die Schläge meines Sohnes (8J, 1,35m, 30kg) auf meine Bauchdecke anfühlen (er auch)...
ich war letztens erstaunt, wie stark die Schläge eines 120kg-Mannes auf meinem Bauch waren, der aber riesige Pranken hatte. :D
Druck entscheidet ob dein Gegner verletzt wird oder nicht.
Unsinn.
Möglichkeit a macht ja wohl mehr Druck und das auf einer viel grösseren Fläche,
gebe Kraken grundlegend recht (mal abgesehen davon, dass dein Beispiel hinten und vorne nicht stimmt; der Druck, den dein Hammer ausübt ist viel höher als der deines Bleistiftes):
Nein
Ich nehme einen richtig schönen grossen Vorschlaghammer, mit einer Quadratischen Schlagfläche der Seitenlänge 10cm, ergibt 10'000mm^2 Fläche. Das Bleistift hat einen Spitzendurchmesser von 0.25mm, ergibt eine Fläche von knapp 0.05 mm^2
Der Vorschlaghammer hat also eine Fläche die 200'000mal grösser ist, als die des Bleistiftes.. die Kraft ist allerdings nur 16'000mal grösser.
Bzw. ich sehe grad, dass ich vorhin einen Schreibfehler begangen habe... aber auch mit 160'000mal grösserer Kraft ist der Druck des Bleistiftes immernoch grosser!
ich halte den Flächenbezug hinsichtlich Trefferfläche ebenfalls für nicht angebracht, wenn man von der reinen Physik und der Stärke des Angriffs ausgeht. Wenn´s um Angriffe auf kleine Vitalpunkte geht, spielt die Fläche sicherlich eine Rolle, aber bloß, weil man sonst nicht zielgenau arbeitet. Da reicht dann sicherlich auch eine erheblich kleinere Kraft/Energie/Impuls/was auch immer.
Oder vielleicht bewirkt eine kleinere Trefferfläche am menschlichen Körper generell einen größeren Schmerz. Aber das wäre dann der Bereich der Mediziner.
Exakt so sieht's aus :)
Habe ich ja auch geschrieben: Die Gefährdung für die Haut ist das einzige, was signifikant höher ist, jedenfalls in den Kraft- und Druckbereichen die biologisch möglich sind.
Boxerjugend
16-01-2011, 17:32
Habe ich ja auch geschrieben: Die Gefährdung für die Haut ist das einzige, was signifikant höher ist, jedenfalls in den Kraft- und Druckbereichen die
biologisch möglich sind
Nein
Unsinn.
Bzw. ich sehe grad, dass ich vorhin einen Schreibfehler begangen habe... aber auch mit 160'000mal grösserer Kraft ist der Druck des Bleistiftes immernoch grosser!
Nein
Unsinn.
Du hast kein Plan...andererseits gut so^^
Du hast kein Plan...andererseits gut so^^
Stimmt, von Physik habe ich keinen Plan :D
Und vom Kämpfen sowieso nicht..... mein Null-Plan vom Kämpfen ist ja berufsbedingt, da kann ich nichts für :megalach:
SKA-Student
16-01-2011, 18:06
Wie "NeverQuit" geschrieben hat, poste doch mal so ein Messergebnis als Anhang. Ich stelle es mir als ziemlich große Textdatei in der Form vor (oder liege ich da falsch, und das Problem ist das Erfassen der Messwerte?):
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...
Und das liese sich ja ziemlich bequem automatisiert in Excel importieren.
So sähe zB die Textdatei aus.
Aber wie kann ich das in Excel importieren ? (Abgesehen davon, dass ich nur OpenOffice habe...)
OpenOffice zumindest versteht nur ASCII Zahlen, nicht Binär-Formate.
Die Daten, hier als "€" dargestellt sind ein Byte, mit Wert zwischen -128..+127 (Signed Integer).
Nick_Nick
16-01-2011, 20:47
So sähe zB die Textdatei aus.
Aber wie kann ich das in Excel importieren ? (Abgesehen davon, dass ich nur OpenOffice habe...)
OpenOffice zumindest versteht nur ASCII Zahlen, nicht Binär-Formate.
Die Daten, hier als "€" dargestellt sind ein Byte, mit Wert zwischen -128..+127 (Signed Integer).
das hat gedauert:
hier ist ein Hex-Editor (http://mh-nexus.de/en/hxd/), der u. a. in´s Textformat exportiert. Da könntest du doch deine Dateien einlesen und dann geht´s nach Schema F mit Excel (oder Openoffice). Die Binärwerte umrechnen und darstellen. Oder liege ich da falsch?
Und wahrscheinlich frage ich jetzt wie´s erste Auto:
Stehen die Binärwerte für eine Spannung? Und mit dem Datenblatt des Sensors kannst du die Beschleunigung berechnen?
Wieso sollte man den Parameter 'Druck' nicht mit messen? Zwar wird die Trefferfläche von Faust zu Faust nicht stark variieren, aber man könnte z.B. Schläge der Faust mit Schlägen mit der offenen Hand vergleichen, etc.
Möglichkeit a macht ja wohl mehr Druck und das auf einer viel grösseren Fläche,
Du hast kein Plan...andererseits gut so^^
Ich würde eher sagen das du keine Ahnung von Physik hast. Und das hier einige die Definition von Druck nicht verstehen.
Kraken Berechnung sind richtig und dieses extreme Beispiel sollte die Druck-These ad absurdum führen.
So sähe zB die Textdatei aus.
Aber wie kann ich das in Excel importieren ? (Abgesehen davon, dass ich nur OpenOffice habe...)
OpenOffice zumindest versteht nur ASCII Zahlen, nicht Binär-Formate.
Die Daten, hier als "€" dargestellt sind ein Byte, mit Wert zwischen -128..+127 (Signed Integer).
Ach es geht nur darum die Textdatei zu konvertieren? Die Daten werden also schon aus dem USB-Datenstrom gelesen in in eine Textdatei geschrieben?
Das sollte dann ja nicht so wild sein, kann ich machen.
Wie gesagt mit ner CSV kannst du es sowohl in OOffice als auch in Excel importieren.
Wie willst du es dann in OOffice haben?
Eine Spalte pro Achse und pro Sensor = 6 Spalten und dann die Ergebnisse untereinander in die Zeilen?
Wieso sollte man den Parameter 'Druck' nicht mit messen? Zwar wird die Trefferfläche von Faust zu Faust nicht stark variieren, aber man könnte z.B. Schläge der Faust mit Schlägen mit der offenen Hand vergleichen, etc.
Du kannst vieles messen, aber Druck ist nicht das entscheidende Kriterium.
Kraft alleine aber auch nicht. Zumindest im Bereich in dem Muskeln sind die sich bei Belastung anspannen können (z.B Bauch)
Sprich: Steig die Kraft die auch meinen Bauch wirkt innerhalb von von 0,5 sec bis zum maximalen Wert können sich die Muskeln noch währenddessen anspannen und der Körper wird nach hinten geschoben was den Schaden reduziert. Wäre zum Beispiel bei einem starken Menschen so der mehr schiebt als das er schlägt.
Dauert es aber nur 0,01sec bis zur maximalen Belastung sieht s wohl anders aus.
Ist aber echt ein schweres Thema.
Da wäre dann die Leistung interessant in übertragene Energie pro Sekunde :blume:
Allerdings müsste diese Leistung auch möglichst lange aufrecht erhalten weren, um den Kopf entsprechen zu beschleunigen... also wäre doch wieder die Arbeit, also übertragene Energie entscheidend.
Allerdings steigt die Arbeit ins unermessliche, wenn einer sehr lange eine Krafteinwirkung verursacht.
Kompliziert das Ganze ;) :D
Ich hab nur den Ausgangspost gelesen und einige dazwischen. Ich möchte auch mal kurz meinen Senf hinzugeben. Vll. ist ja irgendwas nützliches dabei, weil das Projekt sehr intressant klingt.
Meine Theorie für die Schlagkraft:
Es ist eine Summe aus der Beschleunigungsenergie, kinetischen Energie und der Rotationsenergie der Körperachse.
Eges= m*a + 1/2*m*v^2 + ri^2*mi*(w^2/2)
Probleme mit der Formel. ri ist der Abstand von der Zentralachse des Körpers und mi die Masse am jeweiligen Punkt mit dem Abstand ri (Allerdings ist ri nie genau definiert). (Hoffe verständlich^^)
Außerdem denke ich nicht, dass m=mi ist, was das Ganze noch komplizierter macht (mi ist von ri abhängig und auch nie genau definiert).
Zum Druck: Ich denke auch nicht, dass der Druck die ausschlaggebende Größe ist. Trotzdem hat die Trefferfläche einen gehörigen Einfluss auf die Wirkung.
Eine saloppe Idee. (sicher mit Haken, aber es ist ja schon spät) Die Trefferfläche könnte bestimmten, wie die kinetische Energie zur Geltung kommt. Beispiel Gewehrkugel (ohne Rechnung): Die Gewehrkugel führt meinetwegen zu einem Durchschuss, ein größeres Objekt stößt den Körper nur zurück. (Impuls) Durch die Rückbewegung des Körpers, fällt die darauf wirkende kinetische Energie geringer aus.
Sehr viele Lücken in der Theorie, aber vll kann ichs ja irgendwann verbessern. :D
Eine saloppe Idee. (sicher mit Haken, aber es ist ja schon spät) Die Trefferfläche könnte bestimmten, wie die kinetische Energie zur Geltung kommt. Beispiel Gewehrkugel (ohne Rechnung): Die Gewehrkugel führt meinetwegen zu einem Durchschuss, ein größeres Objekt stößt den Körper nur zurück. (Impuls) Durch die Rückbewegung des Körpers, fällt die darauf wirkende kinetische Energie geringer aus.
Sehr viele Lücken in der Theorie, aber vll kann ichs ja irgendwann verbessern. :D
Umgekehrt!
Durch den Durchchuss wirkt eben nur ein Teil der kinetischen Energie auf den Körper, die verbliebene Energie verwendet die Kugel zum Weiterfliegen ;)
Und eben: Der Druck wird erst dann rlevant, wenn wir eine Penetration des Gewebes beabsichtigen, anstatt einer Beschleunigung.
Kraken erklärt Euch die Welt! :D
(Genau deshalb pilzen moderne Projektile nach Eindringen in den menschlichen Körper auf - sie übertragen dadurch mehr Energie auf die Trefferumgebung.)
Beim Schlagen besteht eher selten die Gefahr, daß man den gegnerischen Körper durchschlägt. Kommt also drauf an, was man mit der Schlagenergie eigentlich anstellen will.
Stimmt beim Durchschuss wird nicht die gesamte kinetische Energie übertragen. Aber wenn sie im Körper stecken bleibt, wird ja die gesamte kinetische Energie auf den Körper übertragen. (Sprich Verletzung usw.)
Womit man eigentlich zur These mit der kleineren Trefferfläche sagen könnte: Das Gewebe wird etwas weiter verformt und somit Nervenbahnen verletzt, die Schmerzempfindlicher sind. Somit ist die übertragene Energie in beiden Fällen gleich, nur das Schmerzempfinden ist stärker, da der Schlag empfindlichere Nervenbahnen erreicht.
Stimmt beim Durchschuss wird nicht die gesamte kinetische Energie übertragen. Aber wenn sie im Körper stecken bleibt, wird ja die gesamte kinetische Energie auf den Körper übertragen. (Sprich Verletzung usw.)
Womit man eigentlich zur These mit der kleineren Trefferfläche sagen könnte: Das Gewebe wird etwas weiter verformt und somit Nervenbahnen verletzt, die Schmerzempfindlicher sind. Somit ist die übertragene Energie in beiden Fällen gleich, nur das Schmerzempfinden ist stärker, da der Schlag empfindlichere Nervenbahnen erreicht.
Du sprichst von einem Bauchschlag?
Da gelten nunmal wieder komplett andere Gesetze, weil wir tatsächlich in gewissem Masse von einer Penetration sprechen können.
Ich dachte aber, wir sprechen, wie dies üblich ist, von einem Kopfschlag!
Bei einem Bauchschlag kann die Fläche tatsächlich ein gewisser Einflussfaktor sein, dafür ist die Beschleunigung nichtmehr dermassen elevant, ein mehr "Schiebender" Schlag dürfte nicht mehr derart viel schwächer sien, wie es beim Kopftreffer der Fall ist
Da wäre dann die Leistung interessant in übertragene Energie pro Sekunde :blume:
Allerdings müsste diese Leistung auch möglichst lange aufrecht erhalten weren, um den Kopf entsprechen zu beschleunigen... also wäre doch wieder die Arbeit, also übertragene Energie entscheidend.
Allerdings steigt die Arbeit ins unermessliche, wenn einer sehr lange eine Krafteinwirkung verursacht.
Kompliziert das Ganze ;) :D
Eben hab mal mit einem Kollegen drüber diskutiert. Letztendlich kann man jedes Größe mit den etsprechenden Argumente verwerfen. Ich denke deshalb das es eine Kombination aus verschieden Faktoren ist die den "Schaden" definiert.
Ich denke die Beschleunigung das Kopfes ist entscheidend um mal auf der anderen Seite anzufangen.
Aber dann käme man wieder auf die Kraft denn
a = F/m
Du sprichst von einem Bauchschlag?
Da gelten nunmal wieder komplett andere Gesetze, weil wir tatsächlich in gewissem Masse von einer Penetration sprechen können.
Ich dachte aber, wir sprechen, wie dies üblich ist, von einem Kopfschlag!
Bei einem Bauchschlag kann die Fläche tatsächlich ein gewisser Einflussfaktor sein, dafür ist die Beschleunigung nichtmehr dermassen elevant, ein mehr "Schiebender" Schlag dürfte nicht mehr derart viel schwächer sien, wie es beim Kopftreffer der Fall ist
Jup, deswegen brauchen wir für Kopf/Bauch verscheiden Kriterien
Ich hab nur den Ausgangspost gelesen und einige dazwischen. Ich möchte auch mal kurz meinen Senf hinzugeben. Vll. ist ja irgendwas nützliches dabei, weil das Projekt sehr intressant klingt.
Meine Theorie für die Schlagkraft:
Es ist eine Summe aus der Beschleunigungsenergie, kinetischen Energie und der Rotationsenergie der Körperachse.
Eges= m*a + 1/2*m*v^2 + ri^2*mi*(w^2/2)
Das kann schon mal gar nicht stimmen weil der Summand eine Kraft und der zweite eine Energie ist.
Nick_Nick
16-01-2011, 23:44
Kraft alleine aber auch nicht. Zumindest im Bereich in dem Muskeln sind die sich bei Belastung anspannen können (z.B Bauch)
Sprich: Steig die Kraft die auch meinen Bauch wirkt innerhalb von von 0,5 sec bis zum maximalen Wert können sich die Muskeln noch währenddessen anspannen und der Körper wird nach hinten geschoben was den Schaden reduziert. Wäre zum Beispiel bei einem starken Menschen so der mehr schiebt als das er schlägt.
Dauert es aber nur 0,01sec bis zur maximalen Belastung sieht s wohl anders aus.
Ist aber echt ein schweres Thema.
Ich denke, die meisten machen es unnötig kompliziert, weil sie Belastung (also bspw. Kraft oder Beschleunigung von außen) und Beanspruchung (also Reaktion im Körper) nicht trennen. Bzw. mischen das Ganze. Untersuchen kann man nur halbwegs die Belastung. Deswegen ist das Messen der Beschleunigung der Faust denke ich eine ziemlich zuverlässige Größe für letztlich die Wirksamkeit (auch wenn das wieder das Thema Beanspruchung ins Spiel bringt).
Und was wir immer außen vorlassen, sind die Annahmen der Modelle. Bspw. die Annahme eines physikalisch starren Körpers, was bei weitem nicht gegeben ist.
Was das Thema Kraft angeht, sollte bzw. darf diese eigentlich nicht ansteigen. Wie soll das funktionieren? Das hieße, die Beschleunigung wird immer größer. Durch den steigenden Widerstand wird die Beschleunigung aber immer kleiner. Ist aber klar, dass der von dir beschriebene Sachverhalt grundlegend richtig ist. Deswegen heißt´s ja immer Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Geschwindigkeit.
Da wäre dann die Leistung interessant in übertragene Energie pro Sekunde :blume:
Allerdings müsste diese Leistung auch möglichst lange aufrecht erhalten weren, um den Kopf entsprechen zu beschleunigen... also wäre doch wieder die Arbeit, also übertragene Energie entscheidend.
Allerdings steigt die Arbeit ins unermessliche, wenn einer sehr lange eine Krafteinwirkung verursacht.
Kompliziert das Ganze ;) :D
so ganz rund ist das Ganze nicht. Leistung ist Arbeit pro Zeit. Und da die "Leistung möglichst lange aufrecht erhalten"??? Je kürzer deine Zeit (und nicht je länger), desto höher deine Leistung (abgesehen davon, dass die Aussage keinen Sinn ergibt).
Arbeit wiederum ist Kraft * Weg, da gibt´s keinen Zeiteinfluss. Die wird nur groß, wenn du sehr weit schiebst.
Kraken erklärt Euch die Welt! :D
(Genau deshalb pilzen moderne Projektile nach Eindringen in den menschlichen Körper auf - sie übertragen dadurch mehr Energie auf die Trefferumgebung.)
bin zwar kein Waffenkundler, möchte aber wetten, dass der Sinn von solchen Geschossen ist, mehr lebenswichtige Organe zu treffen bzw. mehr Schaden anzurichten (größerer Blutverlust bspw.) und nicht, mehr Energie zu übertragen. Da würde man nur umfallen.
Was das Thema Kraft angeht, sollte bzw. darf diese eigentlich nicht ansteigen. Wie soll das funktionieren? Das hieße, die Beschleunigung wird immer größer. Durch den steigenden Widerstand wird die Beschleunigung aber immer kleiner. Ist aber klar, dass der von dir beschriebene Sachverhalt grundlegend richtig ist. Deswegen heißt´s ja immer Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Geschwindigkeit.
Wie gesagt wenn der andere schlecht schlägt und mehr reinschiebt. Außerdem puffern Klamotten und eine dünne Fettschicht auch noch etwas, so dass dort wo Schänden entstehen können durchaus die Kraft erst mal etwas schwächer ist und dann rasch ansteigt.
@ Kraken
Ja ich ging von einem Bauchtreffer in dem Beispiel aus. Bei einem Kopftreffer auf das Kinn würde ich sogar sagen, dass für die Wirkung in erster Linie der Impuls gilt
@ Kuun
Ja du hast Recht mit der Kraft und Energie :o
Aktuell fällt mir keine Formel für den ersten Summanden ein. Vll. kannst du mir ja helfen. Die Idee dahinter ist, dass die Faust bei dem Treffer noch nicht die Beschleunigung beendet hat. Und wenn man nur die kinetische Energie als Grundlage nimmt, fällt diese Komponenete unter den Tisch
bin zwar kein Waffenkundler, möchte aber wetten, dass der Sinn von solchen Geschossen ist, mehr lebenswichtige Organe zu treffen bzw. mehr Schaden anzurichten (größerer Blutverlust bspw.) und nicht, mehr Energie zu übertragen. Da würde man nur umfallen.
Nun ja mehr Energie zu übertragen ist schon wichtig weil es die Mann-Stop-Wirkung erhöht.
Außerdem ist die Gefahr beim einem aufpilzendem Geschoss geringer das es das Ziel durchlägt und noch jemanden erwischt den man eigentlich gerade gar nicht erschiessen wollte.
Das kann ich mir jetzt nicht verkneifen
xB7iz1HTh9U&NR
@ Kuun
Ja du hast Recht mit der Kraft und Energie :o
Aktuell fällt mir keine Formel für den ersten Summanden ein. Vll. kannst du mir ja helfen. Die Idee dahinter ist, dass die Faust bei dem Treffer noch nicht die Beschleunigung beendet hat. Und wenn man nur die kinetische Energie als Grundlage nimmt, fällt diese Komponenete unter den Tisch
Ja die Idee hatte ich auch. Die Energie aus der Beschleunigung die noch hinzugefügt wird ist m * a* s s= Strecke.
Allerdings wird diese Energie dann ja nicht auf einmal an den Kopf abgegeben und sollte nicht mehr soviel ausmachen. Also können wir sie nicht einfach addieren.
Bei nem sauberen geraden Schlag am Rande der Distanz kann man diesen Summand aber weglassen ;)
So jetzt beschleunige ich mich aber erstmal in Richtung Bett ... gute Nacht
[aufpilzende Projektile]
bin zwar kein Waffenkundler, möchte aber wetten, dass der Sinn von solchen Geschossen ist, mehr lebenswichtige Organe zu treffen bzw. mehr Schaden anzurichten (größerer Blutverlust bspw.) und nicht, mehr Energie zu übertragen. Da würde man nur umfallen.
Eben darum geht's. Der (gut) Getroffene fällt erstens um und zweitens in einen möglichst tiefen Shockzustand. Wieviele lebenswichtige Organe verletzt werden, ist aber irrelevant. Er soll einfach kraftlos umfallen und liegenbleiben. Ist jetzt aber ziemlich offtopic.
(Und ich bin auch kein Waffenkundler.)
Eben darum geht's. Der (gut) Getroffene fällt erstens um und zweitens in einen möglichst tiefen Shockzustand. Wieviele lebenswichtige Organe verletzt werden, ist aber irrelevant. Er soll einfach kraftlos umfallen und liegenbleiben. Ist jetzt aber ziemlich offtopic.
(Und ich bin auch kein Waffenkundler.)
Wieso OT beim Karate tötest du doch auch mit einem Schlag, habe ich mal gelesen. Der fällt dann genauso um ;)
Ich bleibe dabei, dass man das addieren kann :D
m*a*s ... betrachten wir mal die Strecke: Bei einem Schlag auf den Kopf ist es wahrscheinlich nur 1 cm oder noch weniger. Von dem her ist der Beitrag zur Gesamtenergie sehr gering und ist deshalb vernachlässigbar, gehört aber trotzdem dazu.
Ich bleibe dabei, dass man das addieren kann :D
m*a*s ... betrachten wir mal die Strecke: Bei einem Schlag auf den Kopf ist es wahrscheinlich nur 1 cm oder noch weniger. Von dem her ist der Beitrag zur Gesamtenergie sehr gering und ist deshalb vernachlässigbar, gehört aber trotzdem dazu.
Bist bestimmt Mathematiker, ein Physiker würde es einfach weglassen weil fast nix ausmacht ;)
Nö Elektrotechniker. Aber das Studium ist Mathematiklastiger :D
Nick_Nick
17-01-2011, 00:25
Wie gesagt wenn der andere schlecht schlägt und mehr reinschiebt. Außerdem puffern Klamotten und eine dünne Fettschicht auch noch etwas, so dass dort wo Schänden entstehen können durchaus die Kraft erst mal etwas schwächer ist und dann rasch ansteigt.
ist schon klar, was du meinst. Eine Kraft kann man natürlich nur messen, wenn man den entsprechenden Widerstand hat. Ansonsten ist´s einfach eine beschleunigte Bewegung, wie eben bspw. ein Auto beschleunigt. Aber wenn es auftrifft, wird die es beschleunigende Kraft übertragen. Und größer kann sie (meines Erachtens) nicht werden.
Bzw. berechnet sich die Kraft nach dem Kraftstoß-Impuls-Zusammenhang F*delta t = m*v (und umgestellt kommen wir wieder auf F=m*a). Je kürzer der Zusammenstoß, desto größer die übertragene Kraft. Nur ist hier zusätzlich das Problem des inelastischen Stoßes, also die Formel nicht wirklich anwendbar.
Was eure Formel mit dem Energieerhaltungssatz angeht, seid ihr ziemlich optimistisch. Energie ist eine Zustandsgröße, eure Arbeit eine Prozessgröße. Das kann man nicht so mischen. Habe ich zumindest noch nie gehört.
SKA-Student
17-01-2011, 07:09
hier ist ein Hex-Editor (http://mh-nexus.de/en/hxd/), der u. a. in´s Textformat exportiert. Da könntest du doch deine Dateien einlesen und dann geht´s nach Schema F mit Excel (oder Openoffice). Die Binärwerte umrechnen und darstellen. Oder liege ich da falsch?
Richtig, aber ich kann mir auch selber schon ASCII-Werte ausgeben, mit Komma getrennt und allem Pipapo. Aber ich bin ja faul, und dachte, jemand kann eine kleine Windows Applikation programmieren, die Start/Stop sagt, und gleich die Messwerte hübsch anzeigt...
Stehen die Binärwerte für eine Spannung? Und mit dem Datenblatt des Sensors kannst du die Beschleunigung berechnen?
Röchtög. Und das tolle: auf der Erde hat man so einen schönen Kalibrierwert: 1g! :)
Ach es geht nur darum die Textdatei zu konvertieren? Die Daten werden also schon aus dem USB-Datenstrom gelesen in in eine Textdatei geschrieben?
Das geht ja schon, schön geht aber anders, s.o.
Eine Spalte pro Achse und pro Sensor = 6 Spalten und dann die Ergebnisse untereinander in die Zeilen?
Genau.
Dann noch evtl 2 Spalten für Gesamtbeschl. pro Sensor.
SKA-Student
17-01-2011, 07:18
So, jetzt mal wieder was zur Physik:
Ich werde keinen absoluten Wert für die Schlagkraft ermitteln können. Brauche ich auch gar nicht.
Ein wichtiger Grundsatz der Messtechnik:
Messen heißt Vergleichen.
Und nur darum geht es:
Bei gleichem Messaufbau (gleicher Sandsack, Sensor am selben Ort, gleiche Trefferzone am Sandsack) kann ich Vergleiche ziehen.
Wenn Fritzchen den Sandsack höher beschleunigen kann als Paule, dann wird Fritzchen wohl die höhere Schlagkraft haben, oder?
Wenn ich selber rumprobiere, kann ich rausfinden, welche Technik mehr Wumms hat, etcpp...
"Getriggert" wurde diese Messidee ja durch die Diskussion, ob das Abstoßen mit dem hinteren Bein oder das Fallenlassen in den Schlag effektiver ist. Und ich sagte schon im Originalthread: Wir brauchen jemanden, der beides kann, dann hat man schon mal keine Unterschiede zwischen den Personen, Messaufbau wäre auch gleich, also könnte man dann vergleichen.
Was eure Formel mit dem Energieerhaltungssatz angeht, seid ihr ziemlich optimistisch. Energie ist eine Zustandsgröße, eure Arbeit eine Prozessgröße. Das kann man nicht so mischen. Habe ich zumindest noch nie gehört.
Die Formel müsste normal richtig sein. Beide Größen werden aus N*m zusammengesetzt. Außerdem gibt des genügend Beispiele, wo beide Größen zusammen vorkommen.
Ein Auto das rollt besitzt eine kinetische Energie. Nun kann man die ReibungsARBEIT subtrahieren, bis das Auto zum Stillstand kommt.
Nö Elektrotechniker. Aber das Studium ist Mathematiklastiger :D
Hab ich damals auch studiert, als ich noch in deinem Alter war :P
Was eure Formel mit dem Energieerhaltungssatz angeht, seid ihr ziemlich optimistisch. Energie ist eine Zustandsgröße, eure Arbeit eine Prozessgröße. Das kann man nicht so mischen. Habe ich zumindest noch nie gehört.
Natürlich kann man das mischen.
Eine Masse hat die potentielle Energie von x Joule. Ich hebe die Masse einen Meter höher und wende dafür die Arbeit Y auf. Danach hat die Masse die potentielle Energie x+y. Fertig.
Natürlich bin ich jetzt von idealen Bedingungen ausgegangen aber mischen ist auf jeden Fall drin.
So, jetzt mal wieder was zur Physik:
Ich werde keinen absoluten Wert für die Schlagkraft ermitteln können. Brauche ich auch gar nicht.
Wenn Fritzchen den Sandsack höher beschleunigen kann als Paule, dann wird Fritzchen wohl die höhere Schlagkraft haben, oder?
Nun ja, immer vorausgesetzt die Beschleunigung ist das entscheidende Kriterium.
Und hier ging es ja nicht darum den absoluten Wert einer Schlagkraft zu ermitteln sondern nur die relevanten physikalischen Größen.
Ich halte aber auch Beschleunigung für entscheidend.
SKA-Student
17-01-2011, 10:12
Nun ja, immer vorausgesetzt die Beschleunigung ist das entscheidende Kriterium.
Aus der Beschleunigung kann ich auch die Geschwindigkeit ermitteln, somit habe ich Kraft und Impuls.
Problem ist zB die Masse, die idealerweise punktförmig sein müsste. Ist aber egal, denn sie ist im Messaufbau für Vergleiche konstant.
Dann bewegt sich der Sandsack auf einer Kreisbahn, aber für die kurze Strecke in den ersten entscheidenden ms können wir das mal als linear annehmen.
Dämpfung durch Sandsack - hoffen wir mal, dass das grobe Kante linear zur Schlagkraft ist...
Wie gesagt, für Vergleiche wird's reichen.
Du redest jetzt schon der Geschwindigkeit der Faust oder?
Aus der Beschleunigung kann ich auch die Geschwindigkeit ermitteln, somit habe ich Kraft und Impuls.
So einfach ist das aber nicht.
Jemand mit "schweren" Armen erzeugt ja bei gleicher Geschwindigkeit eine höhere Beschleunigung am Sandsack. Auch bei der Impulsübertragung spielt ja das Verhältnis der Massen eine Rolle.
Also kannst du nicht einfach von der Beschleunigung am Sack auf die Geschwindigkeit der Faust zurückrechnen.
Du müsstest also die Masse die an den Boxsack fliegt mit berücksichtigen. Aber was ist das Die Faust? Nö! Der Arm? Ein Teil des Körpers?
Dazu kommt noch das die Einzelteile des Körpers verschiedene Geschwindigkeiten haben...
SKA-Student
17-01-2011, 11:28
Die Faust interessiert mich doch gar nicht!
Wie du ja sagst: kommt drauf an, was noch dranhängt.
Deswegen interessiert (mich) nur die Masse des Sandsacks und seine Beschleunigung.
Nick_Nick
17-01-2011, 11:54
Richtig, aber ich kann mir auch selber schon ASCII-Werte ausgeben, mit Komma getrennt und allem Pipapo. Aber ich bin ja faul, und dachte, jemand kann eine kleine Windows Applikation programmieren, die Start/Stop sagt, und gleich die Messwerte hübsch anzeigt...
das geht dann wirklich sehr einfach mit einem Makro in Excel (OpenOfice müsste ich probieren). Aber da ja Kuun-Lan ein Programm schreibt, geht´s ja noch schneller.
@ Kuun-Lan und 3210
aus meiner Sicht, wenig penibel genommen habt ihr recht. Habe übersehen, dass in eurem Ansatz das m*g*h fehlt. Das entspricht ja einem F*s (nach oben).
Penibel genommen ist Arbeit immer noch eine Prozessgröße und Energie eine Zustandsgröße.
Die Formel lautet allgemein delta E = W (also bspw. F * s = m/2*v^2). Von daher ist auch das Vorzeichen in eurer Gleichung falsch.
Aus der Beschleunigung kann ich auch die Geschwindigkeit ermitteln, somit habe ich Kraft und Impuls.
Problem ist zB die Masse, ...
Was die Beschleunigungsmessung angeht, mach´s doch wie die Frau und befestige den Beschleunigungssensor an der Hand statt am Sandsack. Dann kriegst du auch noch Geschwindigkeit der Hand mit raus (wenn du die Schlagdauer mit erfasst), aber dann hört´s endgültig auf. Wegen des Problems der Masse (wie du ja selbst schreibst). Meiner Meinung nach hat Kuun-Lan aber recht, dass es so einfach nicht geht, wie du es geschrieben hast.
Ich denke, dass die "Poster"-Frau das Problem des Bestimmens der Masse umgangen hat (bzw. clever gelöst), in dem sie zusätzlich den Kraftsensor eingesetzt hat. Und der Beschleunigungssensor war an der Hand, nicht am Sandsack. Damit hat sie die Kraft, die auf den "Probanden"-Körper zurückwirkt und dessen Beschleunigung. Der Quotient ergibt die Masse. Ohne Kraftsensor ist´s denke ich unmöglich, die Masse zu bestimmen.
Aber für die Vergleichsmessung ist´s ja ohnehin irrelevant.
So, jetzt mal wieder was zur Physik:
Ich werde keinen absoluten Wert für die Schlagkraft ermitteln können. Brauche ich auch gar nicht.
Ein wichtiger Grundsatz der Messtechnik:
Und nur darum geht es:
Bei gleichem Messaufbau (gleicher Sandsack, Sensor am selben Ort, gleiche Trefferzone am Sandsack) kann ich Vergleiche ziehen.
Wenn Fritzchen den Sandsack höher beschleunigen kann als Paule, dann wird Fritzchen wohl die höhere Schlagkraft haben, oder?
Nein die Beschleunigung des Sandsacks sagt nichts über die Einschlagsenergie aus! Wenn sich der Sandsack zurück bewegt ist nur der Impulserhaltungssatz (elastischer Stoß). Wenn ich mit der Faust gegen den Sandsack springe, wird er weiter ausgelenkt, als bei einem sauberen Schlag. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Schlag Knochen bricht ist aber ungleich größer.
Auch der Beschleunigungssensor am Sandsack ist nicht ideal. Bei einem Stoß wird in Bruchteilen einer Sekunde der Sandsack auf vmax beschleunigt. Ergo ist das eine brutale Beschleunigung zu beginn. Da wäre schon das messen ansich ein Problem. Und die Aussagekraft ist auch nicht gerade die beste.
Alternativ könntest du eine Kamera installieren, wo du misst, wie hoch der Sandsack schwingt. Somit kannst du wieder über m*g*h (abzüglich des Widerstandes der Halterung) rückschlüsse auf die übertragene Energie ziehen.
@Nick
Ich verstehe deinen Einwand wegen des Vorzeichens nicht? Meinst du es wird ein Minus benötigt?
Das Vorzeichen ist ja in der Variable a zu finden. Jenachdem, ob die Faust noch beschleunigt wird, oder schon wieder verzögert.
SKA-Student
17-01-2011, 15:25
Nein die Beschleunigung des Sandsacks sagt nichts über die Einschlagsenergie aus! Wenn sich der Sandsack zurück bewegt ist nur der Impulserhaltungssatz (elastischer Stoß). Wenn ich mit der Faust gegen den Sandsack springe, wird er weiter ausgelenkt, als bei einem sauberen Schlag. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Schlag Knochen bricht ist aber ungleich größer.
Auch der Beschleunigungssensor am Sandsack ist nicht ideal. Bei einem Stoß wird in Bruchteilen einer Sekunde der Sandsack auf vmax beschleunigt. Ergo ist das eine brutale Beschleunigung zu beginn. Da wäre schon das messen ansich ein Problem. Und die Aussagekraft ist auch nicht gerade die beste.
Alternativ könntest du eine Kamera installieren, wo du misst, wie hoch der Sandsack schwingt. Somit kannst du wieder über m*g*h (abzüglich des Widerstandes der Halterung) rückschlüsse auf die übertragene Energie ziehen.
Hmm, sehe ich anders.
Ich gebe dir aber recht, dass die ersten paar Milisekunden entscheidend sind. Und warum sollte man das nicht messen können? Und warum sollte man nicht Geschwindigkeit aus der Beschleunigung per Integration ermitteln können?
Wenn die Zeit so kurz ist, werde ich mir was anderes basteln:
Industrielle Beschleunigungsaufnehmer mit einer Bandbreite > 10kHz (~0.1ms) an Soundkarte anschließen... ach Mist, die haben ja in der Regel einen 20Hz Hochpass...
Vor allem bräuchte ich mehr Zeit.
DerUnkurze
17-01-2011, 15:29
Naja von der ersten Beschleunigung nimmt der Sandsack viel durch verformung auf.. also wird die ermittelte Kraftkurve vorallem was die Spitzenwerte angeht nicht stimmen.
Die übertragene Energie hingegen wirst wohl relativ gut hinbekommen.
Ich überleg schon den halben Tag so nebenbei, wie man das Problem beheben könnte, aber ausser einem Holz"sandsack" oder einer Platte mit einem montierten DMS ist mir nichts eingefallen, und die eignen sich wohl kaum zum Schlagkraftermitteln.
SKA-Student
17-01-2011, 15:37
...
Ich überleg schon den halben Tag so nebenbei, wie man das Problem beheben könnte, aber ausser einem Holz"sandsack" oder einer Platte mit einem montierten DMS ist mir nichts eingefallen, und die eignen sich wohl kaum zum Schlagkraftermitteln.
Ja, doof... oder erstmal 10 Jahre abhärten...
Also wie hoch der Sandsack schwingt entspricht der Energie die reingesteckt wurde. Das ist aber nicht relevant.
Hier würde jemand der schiebt viel mehr Energie übertragen als ein guter Schlag. Also ist Energie schon mal raus ;(
Und Beschleunigung kann man vergessen weil der Sandsack nachgibt.
Jeder der am Sandsack trainiert hat doch schon erlebt das man zwar harte schlagen kann ohne das der Sack extrem schwingt, aber wenn man es drauf anlegt kann man den Sack richtig schwingen lassen indem man die Schläge anpasst. Dieses Schläge sind aber rein von der Schadenswirkung schlechter
Also wie wärs mit: Leichtes Holzbrett aufhängen dagegen schlagen und die Beschleunigung messen. Tut etwas weh aber im Dienste der Wissenschaft müssen auch mal Opfer gebracht werden.
Du kannst das Brett auch etwas mit Gummi überziehen so das es in etwas der Knautschzone der haut im Gesicht entspricht.
Naja von der ersten Beschleunigung nimmt der Sandsack viel durch verformung auf.. also wird die ermittelte Kraftkurve vorallem was die Spitzenwerte angeht nicht stimmen.
Die übertragene Energie hingegen wirst wohl relativ gut hinbekommen.
Ich überleg schon den halben Tag so nebenbei, wie man das Problem beheben könnte, aber ausser einem Holz"sandsack" oder einer Platte mit einem montierten DMS ist mir nichts eingefallen, und die eignen sich wohl kaum zum Schlagkraftermitteln.
+1
Hätte ich mal lesen sollen bevor ich selber gepostet habe.
d
@ Kuun-Lan und 3210
aus meiner Sicht, wenig penibel genommen habt ihr recht. Habe übersehen, dass in eurem Ansatz das m*g*h fehlt. Das entspricht ja einem F*s (nach oben).
Penibel genommen ist Arbeit immer noch eine Prozessgröße und Energie eine Zustandsgröße.
Die Formel lautet allgemein delta E = W (also bspw. F * s = m/2*v^2). Von daher ist auch das Vorzeichen in eurer Gleichung falsch.
Welche Formel? Mit Vorzeichens hab ich eh nicht so ;)
Glaub mir die menschgemachte Unterteilung in Prozessgröße und Energie ist der Physik völlig egal.
So wie es egal ist ob die Erde den Mond oder der Mond die Erde anzieht ;)
Bei dem "hölzernen" Sandsack hat man aber wieder das Problem, dass der Impuls den Hauptausschlag gibt. Was wiederrum dazu führen kann, dass ein Schlag mit höherer Energie als schwächer eingestufft wird.
DerUnkurze
17-01-2011, 16:00
Nein das Problem wäre nicht da, da man durch die Beschleunigung direkt auf die vorhandene Kraft zurückrechnen kann.
Das Problem ist eher, wer schlägt freiwillig mit voller Kraft gegen nen 20 oder 30kg Holzblock? :)
Ich überlege gerade bezüglich einer Federanordnung, da werd ich daheim mal sehen wie mans rechnen müsste, vl wäre das ein Weg
seh ich an der Stelle anders: Ist der Impuls größer ist die Amplitude des Boxsacks auch größer. Daraus folgt v> und dadurch ist auch a>
Also glaube ich nicht, dass es möglich ist durch die Boxsackbeschleunigung auf die Schlaghärte zu schließen.
Einzige möglichkeit bisher wäre ein Kraftaufnehmer auf dem Holzbrett :D
DerUnkurze
17-01-2011, 16:19
Da is nun ein Denkfehler drinnen :)
Die Maximalgeschwindigkeit oder Auslenkung interessiert mich (für die Kraft) wenig, da wir ja direkt die Beschleunigung messen.
Masse*Beschleunigung=Summe aller Kräfte , das heißt eine Maximalkraft, und wenn sie noch so kurz auftritt, muss mir in einem steifen System eine Maximalbeschleunigung erzeugen. Von dieser kann man auf die Kraft dann zurückrechnen.
Herauskommen würde ein Kraftverlauf über die Zeit aus der man dann mittels Integrieren über den Weg die übertragene Energie berechnen könnte.
Meine Momentane Idee, eine Holzplatte, an jeder Ecke eine Feder (möglichst lange Grundlänge und niedrige Federkonstante) montiert, mittels eines Rahmens vorgespannt (damit kann man eine relativ konstante, und auf jeden Fall bekannte) Federkraft über den Maximalhub erreichen. Nun noch den Beschleunigungssensor auf die Platte montiert, und über die Beschleunigung sollte man wieder zurückrechnen können (die Masse der Federn wäre hier ein Graus zum berechnen.. nur ums anzumerken)
Die Platte eventuell mit Gummi oder Leder Überziehen und fertig.
Nachteil wäre ganz klar, man muss im Rechten Winkel auf die Platte schlagen um ein korrektes Ergebnis zu erzeugen.
Nick_Nick
17-01-2011, 16:21
Welche Formel? Mit Vorzeichens hab ich eh nicht so ;) ;)
Eges= +m*a*s + 1/2*m*v^2 + ri^2*mi*(w^2/2)
Glaub mir die menschgemachte Unterteilung in Prozessgröße und Energie ist der Physik völlig egal.
So wie es egal ist ob die Erde den Mond oder der Mond die Erde anzieht ;)
Gehe ich schon prinzipiell mit. Andererseits: Der Ansatz ist, dass die Prozessgröße Arbeit eine Änderung der Zustandsgröße Energie bewirkt. Also W = delta E. Und damit vereinfacht
Gesamt = -m*a*s + 1/2*m*v^2. Kleine Ursache, große Wirkung.
Aber zurück zur Messung:
Was versteift ihr euch denn auf diesen Boxsack? Warum denn es nicht wie die Gute in ihrer Arbeit machen und den Beschleunigungsaufnahmer an die Hand statt an den Boxsack? Für einen Vergleich völlig ausreichend.
Ansonsten könnte man für eine Kraftermittlung einen stark gefüllten Sandsack nehmen, einer hält ihn fest und dann im unteren Bereich gegenschlagen. Näherungsweise ist der Sack inkompressibel. Wahrscheinlich weniger verformbar als die schlagende Person.
DerUnkurze
17-01-2011, 16:24
Beschleunigungssensor auf der Hand bringt nicht viel, da man unmöglich abschätzen kann wie viel Masse wie mitbewegt wird (Hüftrotation, einbringen der Schulter etc).
Das ist dann auch nur schätzen, davon würde ich abraten.
Da is nun ein Denkfehler drinnen :)
Die Maximalgeschwindigkeit oder Auslenkung interessiert mich (für die Kraft) wenig, da wir ja direkt die Beschleunigung messen.
Masse*Beschleunigung=Summe aller Kräfte , das heißt eine Maximalkraft, und wenn sie noch so kurz auftritt, muss mir in einem steifen System eine Maximalbeschleunigung erzeugen. Von dieser kann man auf die Kraft dann zurückrechnen.
Herauskommen würde ein Kraftverlauf über die Zeit aus der man dann mittels Integrieren über den Weg die übertragene Energie berechnen könnte.
Ich verstehs momentan ned :confused:
Nur kurz, dass ich weiß was du meinst (vll. versteh ichs später^^) Du meinst beim Schlag kann man eine sehr kurze hohe Beschleunigung messen. Die Beschleunigung ist höher als bei einem reinen (Ich nennes jetzt mal so) Impulsschlag, aber um einiges kürzer und deswegen ist der Impuls geringer? Dann könnte man natürlich über die Integration auf die Gesamtkraft schließen.
Ich bin zwar immer noch sekeptisch, weils eigentlich 2 verschiedene Systeme sind. Aber eine Versuchsreihe könnte das ganze natürlich klären.
DerUnkurze
17-01-2011, 16:45
Du meinst beim Schlag kann man eine sehr kurze hohe Beschleunigung messen
Ja genau, und genau diese Beschleunigung würde der Sandsack durch Verformung schlucken.
Und je mehr man Richtung schieben kommt, desto länger wird die Maximalkraft wirken (bzw nicht so schnell abfallen) was natürlich zu einer höheren Energieübertragung führen kann.
Die Frage ist dann natürlich, wie interpretiert man das Ergebnis...
SKA-Student
17-01-2011, 17:00
Und je mehr man Richtung schieben kommt, desto länger wird die Maximalkraft wirken (bzw nicht so schnell abfallen) was natürlich zu einer höheren Energieübertragung führen kann.
Nein, denn schieben in der Horizontalen benötigt kaum Energie, schließlich ist beim Schieben v ~= const => a ~= 0.
Deswegen bin ich für Beschleunigung.
Lasst uns abstimmen!
:D
;)
Nick_Nick
17-01-2011, 17:48
Beschleunigungssensor auf der Hand bringt nicht viel, da man unmöglich abschätzen kann wie viel Masse wie mitbewegt wird (Hüftrotation, einbringen der Schulter etc).
Das ist dann auch nur schätzen, davon würde ich abraten.
Himmelherrgott ...
also dann zum vierten mal:
Beschleunigungssensor auf Hand: Beschleunigung der Hand messbar --> sollte aus meiner Sicht ausreichen, um auf die Schlagkraft zu schließen (ohne sie berechnen zu können) --> Experiment beendet. Je größer die Beschleunigung, desto "besser" der Schlag.
Wenn Bestimmung der Kraft erforderlich, Kraftsensor nötig, der auf einem zumindest sehr trägen und annähernd nichtverformbaren Gegenstand montiert ist --> gegenhauen und messen
weitere Größen berechenbar, da mittels m=F/a die Masse bestimmbar ist
und meint ihr nicht, dass sich die Diplomandin mit ihrem Messaufbau etwas dabei gedacht hat, sicherlich unterstützt von ihrem Betreuer? Aus meiner Sicht hatte sie die gleichen Gedanken und Probleme wie wir und hat sie gelöst.
Die Arbeiten gibts online:
http://www.ub.tuwien.ac.at/dipl/2008/AC05038958.pdf
http://www.ub.tuwien.ac.at/dipl/2008/AC05038957.pdf
DerUnkurze
17-01-2011, 18:24
Warum sollte der Schlag besser sein nur weil die Beschleunigung der Hand größer ist? Das sagt doch für sich allein genau garnichts aus, das führt absolut nicht zum Ziel, nur weil man die Hand schnell bekommt heißt es nicht das man dadurch auch eine große Kraft generieren kann. Warum dies so ist habe ich ja dargelegt.
Nein, denn schieben in der Horizontalen benötigt kaum Energie,
Kraft*Weg=Energie.. Da der Weg bei einem Schlag sehr gering ist, ist es dabei viel schwerer Energie zu übertragen als beim schieben.
Ein Verhältnis zwischen Maximalkraft und Energie wäre gut, nur wie gewichten.
Nick_Nick
17-01-2011, 23:37
Die Arbeiten gibts online:
http://www.ub.tuwien.ac.at/dipl/2008/AC05038958.pdf
http://www.ub.tuwien.ac.at/dipl/2008/AC05038957.pdf
Das klingt nach Rotwein und Einplanen von Zeit. :)
Warum sollte der Schlag besser sein nur weil die Beschleunigung der Hand größer ist? Das sagt doch für sich allein genau garnichts aus, das führt absolut nicht zum Ziel, nur weil man die Hand schnell bekommt heißt es nicht das man dadurch auch eine große Kraft generieren kann. Warum dies so ist habe ich ja dargelegt.
Letzteres musst du nochmal zeigen, hab´s nicht gefunden.
Für mich ergibt sich eine Kraft aus dem Produkt von Masse und Beschleunigung. Ich denke, man kann annehmen, dass bei ein und demselben Schlagenden die hinter dem Schlag stehende Masse Pi mal Daumen immer gleich ist.
Und was die Beschleunigung angeht: in dem Fall hier hat man eine resultierende Beschleunigung aus Körperbeschleunigung und Ambeschleunigung. Wenn man die Beschleunigung des Armes misst, hat man also die des Körpers mit erfasst. Und die Aufgabenstellung ist ja, zu untersuchen, ob man mit Abdrücken des hinteren Beines oder durch Fallenlassen härter schlägt. Wenn man annimmt, dass der Schlagende seinen Arm immer gleich beschleunigt, ist die Differenz in der gemessenen Armbeschleunigung auf die unterschiedliche Beschleunigung des Körpers zurückzuführen. Und man hätte sein Ergebnis.
Das einzige wäre, dass der Körper nicht gleichmäßig beschleunigt, sondern irgendwann vor dem Auftreffen eine konstante Geschwindigkeit erreicht. Könnte man testen, indem man sich einen Beschleunigungssensor an den Kopf klebt und mit dem Kopf voran an den Sandsack springt oder fällt. :D
Deine Idee mit deinen Federn ist übrigens nicht schlecht. Für welche Betrachtung brauchst du denn die Masse der Federn?
Boxerjugend
18-01-2011, 00:44
Und die Aufgabenstellung ist ja, zu untersuchen, ob man mit Abdrücken des hinteren Beines oder durch Fallenlassen härter schlägt. Teil der Masse der
Federn.
Was meinst du mit Abdrücken oder Fallenlassen? :)
Aber falls ihr euren Test verbessern wollt, dann bitte die Kraftauswirkung als
Druck pro Fläche angeben, und die übertragene Beschleunigung der getroffenen Masse vllt noch, danke :p
Grüsse
Splatter
18-01-2011, 07:15
Druck / Fläche? Was ist denn das?
SKA-Student
18-01-2011, 07:24
Warum sollte der Schlag besser sein nur weil die Beschleunigung der Hand größer ist? Das sagt doch für sich allein genau garnichts aus, das führt absolut nicht zum Ziel, nur weil man die Hand schnell bekommt heißt es nicht das man dadurch auch eine große Kraft generieren kann. Warum dies so ist habe ich ja dargelegt.
Da gebe ich dir recht, sehe auch nicht den Sinn, die Beschleunigung der Hand zu messen.
Kraft*Weg=Energie.
Ja, die Kraft für horizontale Bewegung ist aber gering, weil man ja kaum Gegenkraft hat (Reibung zB). Deswegen kannst du dein Auto schieben (horizontal, v.a. Rollreibung), aber nicht hochheben (vertikal gegen 1g).
Okay, ein aufgehängter Sandsack ist wieder was anderes, weil er ja auch nach oben schwingt => Pendel.
Aber uns interessieren nur die ersten paar ms, und da bewegt sich der Sandsack nährungsweise nur in der horizontalen Ebene - und Bechleunigung und Geschwindigkeit ändern sich in dieser kurzen Zeit extrem.
Deswegen darf man hier nicht einfach mit Weg s multiplizieren, sondern muss mit dt integrieren um aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit zu erhalten, und dann E=1/2*m*v^2.
Vielleicht kann ich heute mal was an den Sandsack kleben und mal was messen.
SKA-Student
18-01-2011, 07:25
Druck / Fläche? Was ist denn das?
Ich vermute mal, sie meinte Kraft / Fläche (= Druck).
Fit & Fight Sports Club
18-01-2011, 07:49
Schlagkraftmessung, Messung und Bestimmung der Schlagkraft fr Boxen, Kampfsport, Kampfkunst und Leistungssport in Viersen, Mnchengladbach, Krefeld, Dsseldorf, Kln, Neuss, Ruhrgebiet (http://www.schlagkraftmessung.de)
Gruß,
Eric
Was meinst du mit Abdrücken oder Fallenlassen? :)
Aber falls ihr euren Test verbessern wollt, dann bitte die Kraftauswirkung als
Druck pro Fläche angeben, und die übertragene Beschleunigung der getroffenen Masse vllt noch, danke :p
Grüsse
Geh bloss fort mit deinem Druck :P
Und überhaupt, was soll denn Druck pro Fläche sein? Druck ist doch schon Kraft pro Fläche.
DerUnkurze
18-01-2011, 08:18
Deswegen darf man hier nicht einfach mit Weg s multiplizieren, sondern muss mit dt integrieren um aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit zu erhalten, und dann E=1/2*m*v^2.
Ich bilde mir ein, das schonmal vorgeschlagen zu haben, der Weg war nur erklärend gemeint.
Wennst was misst, poste mal die Ergebnisse, würde mich interessieren.
Mein Favorit ist immer noch die gefederte Platte :) bringt aber einiges an Bastelaufwand mit sich.
DerUnkurze
18-01-2011, 08:26
Für mich ergibt sich eine Kraft aus dem Produkt von Masse und Beschleunigung. Ich denke, man kann annehmen, dass bei ein und demselben Schlagenden die hinter dem Schlag stehende Masse Pi mal Daumen immer gleich ist.
Und was die Beschleunigung angeht: in dem Fall hier hat man eine resultierende Beschleunigung aus Körperbeschleunigung und Ambeschleunigung. Wenn man die Beschleunigung des Armes misst, hat man also die des Körpers mit erfasst.
Naja das sehe ich anders. Die Masse die man in den Schlag mit einbringt, kann sich durchaus sehr stark unterscheiden. Auch die Bewegung dieser Masse. Z.B. kann ich nur aus dem Arm heraus schlagen, ich kann dies mit einer kleinen Vorwärtsbewegung kombinieren ich kann auch über eine Hüftdrehung zusätzlich eine rotative Bewegung mit einbringen. Und dies alles lässt sich mehr oder minder frei Kombinieren.
Um das zu messen müsste man motion captureing betreiben und wirklich die Positionen der einzelnen Gelenke aufzeichnen.
Die einzige Masse die ich wirklich kenne, ist die Masse des Ziels.
Für welche Betrachtung brauchst du denn die Masse der Federn?
Naja die Masse der Federn wird auch beschleunigt, aber die Beschleunigung nimmt im einfachsten Fall linear in Richtung der Befestigung der Feder ab.
Je nach Verhältnis der Massen der Platte und der Federn kann das durchaus ins Gewicht fallen, zumindest wenn man wirklich auf die Kraft zurückrechnen will.
kleiner Edit:
Schlagkraftmessung, Messung und Bestimmung der Schlagkraft fr Boxen, Kampfsport, Kampfkunst und Leistungssport in Viersen, Mnchengladbach, Krefeld, Dsseldorf, Kln, Neuss, Ruhrgebiet
Gruß,
Eric
Sowas kam mir auch als erstes in den Sinn, nur sind Kraftmessdosen und die benötigte Hardware nicht gerade billig.
Naja das sehe ich anders. Die Masse die man in den Schlag mit einbringt, kann sich durchaus sehr stark unterscheiden. Auch die Bewegung dieser Masse. Z.B. kann ich nur aus dem Arm heraus schlagen, ich kann dies mit einer kleinen Vorwärtsbewegung kombinieren ich kann auch über eine Hüftdrehung zusätzlich eine rotative Bewegung mit einbringen. Und dies alles lässt sich mehr oder minder frei Kombinieren.
Um das zu messen müsste man motion captureing betreiben und wirklich die Positionen der einzelnen Gelenke aufzeichnen.
Die einzige Masse die ich wirklich kenne, ist die Masse des Ziels.
Da hat er recht.
Deswegen darf man hier nicht einfach mit Weg s multiplizieren, sondern muss mit dt integrieren um aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit zu erhalten, und dann E=1/2*m*v^2.
Ich bin immer noch dagegen E zu berechnen wir sollten F oder a als Vergleichswert nehmen.
Eine hohes E erreiche ich am besten durch einen schiebende Schlag.
Wie schon gesagt testet es mal selber am Sandsack.
1: Ihr schlagt so das ihr möglichst hart und schnell trefft. Stellt euch wir ihr wolltet jemanden ausknocken.
2: Schlagt so das der Boxsack maximal ausgelenkt wird. Experimentiert mit verschiedenen Schlagtechniken.
Ihr werdet feststellen das ihr beide Male anders schlagt. Das bedeutet das das Schwingen des Boxsack bzw. der Energie die ich an den Boxsack übertrage nicht das entscheidende Kriterium ist.
Sandsack ist meiner Meinung nach eh raus weil er sich zu stark komprimiert und damit schnelle Schläge gegenüber schiebenden Schlägen benachteiligt sind.
Und trotzdem kann das mit dem Integrieren funktionieren. t geht dabei allerdings fast gegen Null. Ein richtig harter Schlag hat behaupte ich eine höhere Beschleunigung zur folge, wenn auch eine sehr kurze. Ein schiebender Schlag hat eine geringere Beschleunigung zur folge, aber über einen längeren Zeitraum.
Jetzt ist nur noch die Frage, ob das ganze messbar ist. In der Theorie besitzt der Körper (Sandsack, Holzplatte, etc.) die Maximalgeschwindigkeit bereits im Zeitpunkt des Treffers! (siehe elastischer Stoß). In der Praxis hingegen, hat man natürlich eine kurze sehr hohe Beschleunigung. Die Frage ist nur, ob der Sensor so schnell taktet um die Beschleunigung im Treffermoment zuverlässig zu erfassen.
Und trotzdem kann das mit dem Integrieren funktionieren. t geht dabei allerdings fast gegen Null. Ein richtig harter Schlag hat behaupte ich eine höhere Beschleunigung zur folge, wenn auch eine sehr kurze. Ein schiebender Schlag hat eine geringere Beschleunigung zur folge, aber über einen längeren Zeitraum.
Nein, weil der Sandsack federt. Das benachteiligt den kurzen harten Schlag.
In der Theorie besitzt der Körper (Sandsack, Holzplatte, etc.) die Maximalgeschwindigkeit bereits im Zeitpunkt des Treffers! (siehe elastischer Stoß).
Nein das wäre beim nicht elastischen Stoß so, beim elastischen Stoß federt der Gegenstand und die Maximalgeschwindigkeit wird erst später erreicht.
DerUnkurze
18-01-2011, 09:54
Nein, weil der Sandsack federt. Das benachteiligt den kurzen harten Schlag.
Das stimmt, darum bin ich vom Sandsack abgekommen in Richtung der federvorgespannten Platte. Je steifer das Ziel, desto aussagekräftiger werden die Ergebnisse.
kleiner Edit, man könnte über die geänderte Steifigkeit des Ziels verschiedene Trefferzonen nachstellen, hart zb für Kopftreffer, weicher und somit mehr Verformung für Körpertreffer.
Das bei der Sandsackmessmethode der harte Schlag benachteiligt ist, da sind wir uns einig. Das mit der kürzeren aber höheren Beschleunigung war eher auf die Holzbrettmethode bezogen. (Bzw Sandsack mit Holzbrett davor)
Zu den Stößen:
Unelastischer Stoß: Körper 1 verbindet sich mit Körper 2 und sie bewegen sich danach gemeinsam fort. In der Zeit bis Körper 1 sich vollständig mit Körper 2 verbunden hat ist eine Beschleunigung festzustellen.
Elastischer Stoß: Körper 1 trifft auf Körper 2 und beide bewegen sich getrennt von einander fort. Wenn ein harter Körper1 auf einen ebenso harten Körper 2 trifft, federn beide doch nicht!? Die Oberflächlichen Atomstrukturen werden leicht komprimiert und gehen dann wieder in ihre Ausgangsform zurück. Denkst du an der Stelle, dass der effekt so groß ist, dass dies das Messergebnis beeinflusst?
Wenndann bin ich immer noch der Meinung, dass es unklug ist, die Beschleunigung von Sandsack, oder Holzplatte zu messen weil die Gesetzte für mich nicht übereinstimmen. (Wie bereits erwähnt das Impulserhaltungsgesetz). Da die Physik aber an den Grenzen hier nicht definiert ist, könnte das ganze einen Versuch wert sein. Einige Messschläge dürften eine Aussage über den Sinn und Unsinn der Messmethode zulassen.
SKA-Student
18-01-2011, 10:12
Mein Favorit ist immer noch die gefederte Platte :) bringt aber einiges an Bastelaufwand mit sich.
Definitiv!
Bekannte Federkonstante, bekannte Masse, harte Trefferfläche die nix schluckt, aber einem dennoch nicht die Pfoten bricht. Weg messen, fertig.
Ist aber leider mechanisch, das kann ich nicht!
Fat Toni
18-01-2011, 10:16
Kommt vieleicht ein wenig spät aber Ralf Pfeifer hat mal eine Dissertation geschrieben mit einem Ziemlich großen Bereich zum Thema Schlagkraftmessung.
Hier seine Webseite: ArsMartialis.com - Kampfkunst und Wissenschaft (http://www.arsmartialis.com/)
SKA-Student
18-01-2011, 10:20
Hmm, bringt mich aber auf eine andere mechanische Idee...
Ohne Feder, und zwar ein harter Klotz auf Rädern mit Beschleunigungssensor. Rollreibung könnte man mit guten Rädern und glattem Untergrund vernachlässigen...
Dann würde man die gesamte Masse eindeutig in nur eine Richtung bewegen - eben wie mit der Feder, nur ein wenig einfacher. Hmm, einen langen Tisch bräuchte man auch noch...
Hat hier jemand ein gutes Skateboard? :D
oder gleich auf Eis wie beim Boßeln... :D
Zu viele "Hmmm"s und "..." :(
SKA-Student
18-01-2011, 10:25
Kommt vieleicht ein wenig spät aber Ralf Pfeifer hat mal eine Dissertation geschrieben mit einem Ziemlich großen Bereich zum Thema Schlagkraftmessung.
Hier seine Webseite: ArsMartialis.com - Kampfkunst und Wissenschaft (http://www.arsmartialis.com/)
Hier sieht man, warum Impuls, berechnet aus Kraft integriert über Zeit:
Patentschrift: Verfahren zur Bestimmung des körperlichen Trainingszustandes einer Person (http://www.arsmartialis.com/patent/patent.html)
Die Kraft wird dort über Messplatte ermittelt. Das Problem der Dämpfung wird auch dargestellt.
DerUnkurze
18-01-2011, 10:33
Weg messen, fertig.
Lieber bei der Beschleunigung bleiben ;) (ok man kann die Beschleunigung natürlich auch aus dem Weg ableiten, aber halbwegs genaue Wegmessysteme sind nicht gerade billig und auch aufwendig zu montieren)
Mir fehlen leider die Werkzeuge dazu, wäre schon interessant sowas zu machen.
Eine andere Möglichkeit wäre statt der Federn Pneumatikzylinder mit einem Drucktank zu verwenden, und hier zusätzlich zu der Beschleunigung der Kolbenstange noch den Druckverlauf im Tank zu messen um die vom Zylinder erzeugte Gegenkraft zu messen... meine Ideen werden immer teurer...
Edit: thx für den Link zur Patentschrift, werd mir das mal durchlesen.
Eine andere Möglichkeit wäre statt der Federn Pneumatikzylinder mit einem Drucktank zu verwenden, und hier zusätzlich zu der Beschleunigung der Kolbenstange noch den Druckverlauf im Tank zu messen um die vom Zylinder erzeugte Gegenkraft zu messen... meine Ideen werden immer teurer...
Das wiederrum wäre genial. :halbyeaha
Wenn man den Zylinder ständig ansteuert, kann man beim Schlag sofort die Druckveränderung im Tank aufzeichnen. Dadurch lässt sich auf die Kraft schließen und mit einem geschobenen Schlag ist das ganze auch nicht auszutricksen. :)
SKA-Student
18-01-2011, 11:03
Lieber bei der Beschleunigung bleiben ;) (ok man kann die Beschleunigung natürlich auch aus dem Weg ableiten, aber halbwegs genaue Wegmessysteme sind nicht gerade billig und auch aufwendig zu montieren)
Weg messen? Papier an die Innenseite kleben, Stift dran kleben, fertig!
Weg messen weil direkte Bestimmung der Kraft aus der Federkraft F = -D*s oder so nach Hooke (?). Natürlich muss man die Federkonstante D kennen.
Pneumatik... buah, da habe ich nur schlechte Erinnerungen an diese Vorlesung, damals...
Wie wärs mit einem Überdruckventil im Reservoir? Das System wird z.B. auf 4 Bar gebracht und danach nicht mehr geändert. Der Schlag müsste danach einen Überdruck erzeugen und dieser wird abgelassen. Danach hat das Reservoir meinetwegen noch 3,5 bar und und so kann man auf die Kraft schließen.
Der Vorteil bei der Methode ist, dass man mithilfe der vielen Einstellungsmöglichkeiten an Ventil und Systemdruck die Messung auf verschiedene Probanden anpassen kann.
Hingegen ständig die Feder umzurüsten stelle ich mir unnötig umständlich vor.
DerUnkurze
18-01-2011, 11:49
Weg messen? Papier an die Innenseite kleben, Stift dran kleben, fertig!
Weg messen weil direkte Bestimmung der Kraft aus der Federkraft F = -D*s oder so nach Hooke (?). Natürlich muss man die Federkonstante D kennen.
Moment, so einach ists nicht getan, denn dann sind wir Messtechnisch wieder bei dem Sandsack dessen Maxauslenkung gemessen wird ;)
Wenn dann müsste man den Weg über die Zeit messen, und das auch noch recht genau, um die Anfangsbeschleunigung gut ermitteln zu können.
Das selbe wäre bei dem Pneumatiksystem, wenn man nur den Druck(verlauf) misst.
Da würde ich lieber einfach beim Beschleunigungssensor bleiben. (egal ob man nun mechanische Federn oder einen Pneumatikzylinder nimmt)
Ich vermute mal, sie meinte Kraft / Fläche (= Druck).
Geh bloss fort mit deinem Druck :P
Und überhaupt, was soll denn Druck pro Fläche sein? Druck ist doch schon Kraft pro Fläche.
Druck/Fläche Verhält sich zum Druck gleich, wie Beschleunigung zur Geschwindigkeit :blume:
DerLenny
18-01-2011, 12:23
Das hier wurde gerade in einem anderen Forum gepostet und könnte ebenfalls hilfreich sein:
http://www.ub.tuwien.ac.at/dipl/2008/AC05038958.pdf
Ist die Arbeit aus Wien...
Grüße
Kanken
Nick_Nick
18-01-2011, 14:13
Naja das sehe ich anders. Die Masse die man in den Schlag mit einbringt, kann sich durchaus sehr stark unterscheiden. Auch die Bewegung dieser Masse. Z.B. kann ich nur aus dem Arm heraus schlagen, ich kann dies mit einer kleinen Vorwärtsbewegung kombinieren ich kann auch über eine Hüftdrehung zusätzlich eine rotative Bewegung mit einbringen. Und dies alles lässt sich mehr oder minder frei Kombinieren.
Um das zu messen müsste man motion captureing betreiben und wirklich die Positionen der einzelnen Gelenke aufzeichnen.
Ist ja alles richtig, aber für den Versuch musst du eh annehmen, dass der Schlagende bis auf das Abdrücken oder Fallenlassen grundlegend immer gleich schlägt (und er muss es auch versuchen), ansonsten ist eine Vergleichbarkeit nicht gegeben. Er kann da machen, was er will, entscheidend ist der Körper, denn um dessen Bewegung geht’s ja. Und ich glaube nicht, dass das Abdrücken und das Fallenlassen so große Masseunterschiede durch unterschiedliche Muskeln für den Impact erzeugen.
Eigentlich wäre es aus meiner Sicht für den Vergleich ausreichend, die Beschleunigung des Körpers zu messen (also am besten den Beschleunigungssensor an die Hüfte), der ganze Rest muss wie gesagt eh gleich sein oder als solches angenommen werden. Durch die Abtastung hat man auch noch eine Zeitachse, also weiß man, welche Bewegung schneller ist und welche mit höherer Beschleunigung einhergeht (falls diese nicht konstant ist). Man umgeht sämtliche restliche, unwägbare Einflussgrößen.
Die einzige Masse die ich wirklich kenne, ist die Masse des Ziels.
Naja die Masse der Federn wird auch beschleunigt, aber die Beschleunigung nimmt im einfachsten Fall linear in Richtung der Befestigung der Feder ab.
Je nach Verhältnis der Massen der Platte und der Federn kann das durchaus ins Gewicht fallen, zumindest wenn man wirklich auf die Kraft zurückrechnen will.
Ok, wäre zu prüfen, wie groß der Einfluss der Beschleunigung dieses Massen ist. Aber wenn er relativ groß ist, kannst du die exakt bestimmbare Masse auch wieder vergessen. Andererseits brauchst du sie auch nicht für einen Vergleich.
Mal abgesehen ist’s für mich auch klar, dass man mit deinen Federn und Messen des Federweges (also Federkraft) plus der Trägheitskraft der Federn die (entgegengesetzte) Schlagkraft herausbekommt. Das Problem des Schiebens könnte man denke ich umgehen, indem der Schlagende seine Faust schnellstmöglich zurückzieht (wie man’s ja auch macht).
Alternativ könnte man auch gegen einen näherungsweise unbeweglichen und inkompressiblen Schlaggegenstand schlagen und die negative Beschleunigung des Armes messen, was auch eine Aussage über die Schlagkraft liefert.
Aber eigentlich halte ich die Idee von SKA-Student mit dem Wagen - wenn's um Schlagkraftmessung geht - für die beste. Leicht zu realisieren und zu messen. Denn letztlich stellt sich die Frage, wer bspw. die federnde Platte baut und zu SKA-Student schafft. Von den übrigen Vorhaben, für die ihr Forschungsgelder beantragen könntet, mal ganz zu schweigen.
Was meinst du mit Abdrücken oder Fallenlassen? :)
kurz gesagt:
Abdrücken: das hintere Bein schnellstmöglich durchdrücken, um nach vorn zu kommen
Fallenlassen: das hintere Bein vergessen und das vordere Knie schnellstmöglich nach unten/vorn bringen
DerUnkurze
18-01-2011, 14:59
Ist ja alles richtig, aber für den Versuch musst du eh annehmen, dass der Schlagende bis auf das Abdrücken oder Fallenlassen grundlegend immer gleich schlägt (und er muss es auch versuchen), ansonsten ist eine Vergleichbarkeit nicht gegeben. Er kann da machen, was er will, entscheidend ist der Körper, denn um dessen Bewegung geht’s ja. Und ich glaube nicht, dass das Abdrücken und das Fallenlassen so große Masseunterschiede durch unterschiedliche Muskeln für den Impact erzeugen.
Ja das stimmt, da bin ich bei dir. Ich bin das ganze deutlich allgemeiner angegangen im Gedanken, wenn schon, dann so das man auch andere Dinge probieren und vergleichen kann.
Eigentlich wäre es aus meiner Sicht für den Vergleich ausreichend, die Beschleunigung des Körpers zu messen (also am besten den Beschleunigungssensor an die Hüfte), der ganze Rest muss wie gesagt eh gleich sein oder als solches angenommen werden. Durch die Abtastung hat man auch noch eine Zeitachse, also weiß man, welche Bewegung schneller ist und welche mit höherer Beschleunigung einhergeht (falls diese nicht konstant ist). Man umgeht sämtliche restliche, unwägbare Einflussgrößen.
Alternativ könnte man auch gegen einen näherungsweise unbeweglichen und inkompressiblen Schlaggegenstand schlagen und die negative Beschleunigung des Armes messen, was auch eine Aussage über die Schlagkraft liefert.
Wäre möglich, nur ich würds freiwilig nicht tun :)
Aber eigentlich halte ich die Idee von SKA-Student mit dem Wagen - wenn's um Schlagkraftmessung geht - für die beste. Leicht zu realisieren und zu messen. Denn letztlich stellt sich die Frage, wer bspw. die federnde Platte baut und zu SKA-Student schafft. Von den übrigen Vorhaben, für die ihr Forschungsgelder beantragen könntet, mal ganz zu schweigen.
Ja der Wagen ist keine schlechte Idee, genaugenommen könnte man auch hier einfach die Beschleunigung des Wagens messen.. klingt machbar :) Die Idee gefällt mir immer besser.
Die federnde Platte würde ich mir schon bauen, wenn ich zuviel Geld und Freizeit hätte.. und einen Platz wo ich sie denn montieren könnte.
Nick_Nick
18-01-2011, 23:31
Alternativ könnte man auch gegen einen näherungsweise unbeweglichen und inkompressiblen Schlaggegenstand schlagen und die negative Beschleunigung des Armes messen, was auch eine Aussage über die Schlagkraft liefert.
Wäre möglich, nur ich würds freiwilig nicht tun :)
Prinzipiell ich auch nicht, hätte aber eher an einen halbwegs dicht gefüllten Sandsack an eine Wand gelehnt gedacht.
Neulich hat mir aber einer unserer "harten Jungs" mal gesteckt, wie er trainiert. Unter anderem findet das Abhärten am Türpfosten statt. Wenn man so einen finden würde ... Ne ne, gibt schon bessere Methoden (für´s Messen und Trainieren). :)
Letztlich kann man Theoretisieren wie man will, SKA-Student macht´s und wir sehen, was rauskommt.
Oder wie mal ein Messtechniker sagte: "Wer misst, misst Mist; wer viel misst, misst viel Mist." :D
Boxerjugend
19-01-2011, 00:49
Geh bloss fort mit deinem Druck :P
Und überhaupt, was soll denn Druck pro Fläche sein? Druck ist doch schon Kraft pro Fläche.
Jo Kraft pro Fläche, da jedes Material nur begrenzt Kraft pro Fläche aushalten kann. Man kann sich dann gut vorstellen was für Schaden so ein Fausthieb anstellen würde.
Ohne jetzt wirklich alles gelesen zu haben, aber ein interssantes Thema:
Warum nicht einfach Dehnmesstreifen und/oder Beschleunigungs-Sensor an ein klassisches Makiwara ("stehende Brett") montieren und mit "hoher" zeitlicher Auflösung Messdaten aufnehmen? Da sollte man Werte für Beschleunigung (Beschleunigungs-Sensor), Weg (von Dehnmesstreifen) und Kraft (vom Beschleunigungs-Sensor und Dehnmesstreifen) zeitaufgelöst erhalten, aus denen man alles Berechnen kann, oder?
Viele Grüße, Sascha
DerUnkurze
19-01-2011, 07:43
Weil DMS inklusiver der zusätzlichen Hardware nicht gerade billig sind, die anbringung nicht gerade trivial, und Holz für DMS auch nicht geeignet ist, da bräuchte man eine eigene Vorrichtung.
Ich hätt sonst gesagt, Druckmessdose an die Wand montieren, harte Polsterung drauf und gut ists :) aber allein die Messdose kostet jenseits der 1000 Euro (digital natürlich um den Kraftverlauf aufzuzeichnen)
Oder wie mal ein Messtechniker sagte: "Wer misst, misst Mist; wer viel misst, misst viel Mist." :halbyeaha
@Boxerina
Du schriebst Durck pro Fläche ;)
Und wie willst du den Druck messen? Im Idealfall natürlich den Druckverlauf. Mir würde da keine einfach Lösung einfallen, vl eine kobination aus vielen DMS auf einer Platte und durch die Verformungen dann rückrechnen, aber ich würde mir sowas nicht zutrauen.
Alternativ könnte man auch gegen einen näherungsweise unbeweglichen und inkompressiblen Schlaggegenstand schlagen und die negative Beschleunigung des Armes messen, was auch eine Aussage über die Schlagkraft liefert.
Die Frage an der Stelle ist ja, kann ein Handgelenk soetwas aushalten? Auch wenn er mit aller Kraft zuschlägt? Hätte an der Stelle Bandagen und MMA Wettkampfhandschuhe empfohlen. Lieber ein leicht verfälschtes Ergebnis, als eine kaputte Hand. Der Typ der am Türpfosten abhärtet wird dort auch nicht mit aller Kraft dagegen schlagen ...
Deswegen kurze Frage an die Wettkämpfer: Kann ein Mensch gegen einen solchen Versuchsaufbau mit voller Kraft schlagen, ohne sich Hand und Handgelenk zu brechen?
Jo Kraft pro Fläche, da jedes Material nur begrenzt Kraft pro Fläche aushalten kann. Man kann sich dann gut vorstellen was für Schaden so ein Fausthieb anstellen würde.
Ja das wäre relevant, wollte man den Schädel penetrieren. Es geht aber darum den Kopf möglichst stark zu beschleunigen. Dadurch entsteht ein KO. Hab noch Nie gesehen das die Faust im Kopf steckengeblieben wäre.
Außerdem hast du nicht Druck geschrieben sondern Druck pro Fläche. Und das macht gar keinen Sinn.
Die Frage an der Stelle ist ja, kann ein Handgelenk soetwas aushalten? Auch wenn er mit aller Kraft zuschlägt? Hätte an der Stelle Bandagen und MMA Wettkampfhandschuhe empfohlen. Lieber ein leicht verfälschtes Ergebnis, als eine kaputte Hand. Der Typ der am Türpfosten abhärtet wird dort auch nicht mit aller Kraft dagegen schlagen ...
Deswegen kurze Frage an die Wettkämpfer: Kann ein Mensch gegen einen solchen Versuchsaufbau mit voller Kraft schlagen, ohne sich Hand und Handgelenk zu brechen?
Kommt darauf an wie schwer das Ding ist an das geschlagen wird. Wenn es nur ein 3 Kilo Wagen ist sollte es doch ok sein.
Ok bei einem Wagen tritt das Problem natürlich nicht auf. Aber dann sind wieder einige Messreihen nötig, um aus der gemessenen Kraft die tatsächliche zu ermitteln. ;) Für eine Privatperson wahrscheinlich nicht gerade leicht. Außerdem muss bei der Wagenvariante der gemessene und der tatsächliche Wert nicht immer im gleichen Verhältnis stehen.
Ok bei einem Wagen tritt das Problem natürlich nicht auf. Aber dann sind wieder einige Messreihen nötig, um aus der gemessenen Kraft die tatsächliche zu ermitteln. ;) Für eine Privatperson wahrscheinlich nicht gerade leicht. Außerdem muss bei der Wagenvariante der gemessene und der tatsächliche Wert nicht immer im gleichen Verhältnis stehen.
Nein wir müssen nicht aus der gemessenen Kraft die tatsächliche ermitteln. Es geht ja nur um den Vergleich 2er Schläger. Ich würde einfach die Beschleunigung am Wagen messen und über der Zeit auftragen.
Sollte eine steile Flanke sein und dann ins Negative fallen.
Fällt die Beschleunigung nicht abrupt genug dann hat jemand geschoben ;)
SKA-Student
20-01-2011, 08:44
Habe gestern nachmittag ein paar Messungen gemacht:
Alles für die Katz!
Mein Sensor kann nur +-11g, und das reicht bei einem 10kg Sandsack nicht aus.
Der Sensor ist ein auf die Leiterplatte gelötetes SMD-Teil, deswegen läßt der sich nicht so einfach austauschen.
Vielleicht nehm ich den Krams mal mit ins Dojo und packe den Sensor an einen 40kg Sack, mal sehen ob das was bringt.
Tendenzen konnte ich schon messen:
Ein absichtlich schwacher Schlag erzeugte geringere Beschleunigung als ein starker. Die Messwerte der starken Techniken sind aber wegen Übersteuerung (>11g) nicht zu gebrauchen.
Wenn ich mal wieder Zeit und Geld habe (das Problem: verdiene ich Geld, habe ich keine Zeit - und umgekehrt) werde ich mal eine neue Leiterplatte mit anderem Sensor machen.
DerUnkurze
20-01-2011, 09:00
Hmm vl hast ja Glück mit dem 40kg Sack :)
was kostet so ein Beschleunigungssensor ca?
SKA-Student
20-01-2011, 09:53
Hmm vl hast ja Glück mit dem 40kg Sack :)
was kostet so ein Beschleunigungssensor ca?
2 - 20€ in geringen Stückzahlen. Der muss nur auf eine Leiterplatte gelötet werden mit entsprechenden Pads, denn die Teile sind ca. 3mm x 5mm x1mm klein.
Ich muss also irgendwann eine neue Leiterplatte machen, das kostet Zeit und Geld. Da der bisherige Sensor aber ein Auslaufmodell ist, muss ich das eh irgendwann machen.
Oder wir aus dem KKB schmeissen jeder 5€ in (d)einen Topf und du machst die Experimente detailliert und nimmst dir Zeit, das gut zu dokumentieren (-> Blog, Paper?)
SKA-Student
30-01-2011, 19:38
Oder wir aus dem KKB schmeissen jeder 5€ in (d)einen Topf und du machst die Experimente detailliert und nimmst dir Zeit, das gut zu dokumentieren (-> Blog, Paper?)
:)
Das wär nett!
Aber ich habe jetzt wieder (zum Glück) so viel Arbeit, dass ich erstmal zu gar nix mehr kommen werde.
Da müsste schon jeder 500€ schmeissen... :D
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