Impuls Physik 4, Schulbuch

8 Achterbahn Auf der Achterbahn Der freie Fall auf Schienen Im Jahr 2014 war die höchste Achterbahn Europas, genannt Shambhala, in Spanien zu finden. Sie ist unglaubliche 76 m hoch, rund 1,5 km lang und bis zu 134 km/h schnell. Während der Fahrt erlebt man eine maximale Beschleunigung von 4 g, dem Vierfachen des normalen Körpergewichts. Warum hat man in der Achterbahn das Gefühl zu schweben? Kette, mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2,5 m/s zum höchsten Punkt der Bahn: 76 Meter über der Erde! Für einen kurzen Augenblick kann man noch den Ausblick genießen. Dann gibt die Kette den Wagen frei und es geht abwärts. Der Wagen legt einen gewaltigen Start hin und beschleunigt innerhalb von 5 Sekunden von 10 auf 130 Kilometer pro Stunde. Auf die Passagiere der Achterbahn wirkt neben der Erdanziehungskraft die Fliehkraft . Die Fliehkraft ist keine wirkliche Kraft, sondern eine Scheinkraft. Man spürt sie zum Beispiel beim Kurvenfahren. Sie entsteht dadurch, dass sich ein Körper (Fahrzeug oder Mensch) aufgrund der Trägheit auf einer Geraden weiterbewegen würde, aber durch die Kurve in eine andere Richtung gedrängt wird. Diese Richtungsänderung erfordert Kraft. Beim Abwärtsfahren wirkt die Fliehkraft ( F 2 ) zusätzlich zur Erdanziehungskraft ( F 1 ). Dadurch hat man im „Tal“ das Gefühl schwerer als gewöhnlich zu sein und wie ein Stück Blei im Sitz zu kleben. Anders am „Gipfel“: Die Fliehkraft ( F 2 ) zieht nach oben. Sie kann kurzzeitig sogar größer als die Erdanziehungskraft ( F 1 ) sein. Man hat das Gefühl zu schweben bzw. nach oben gedrückt zu werden. Wie werden Kräfte auf Papier dargestellt? Du hast in der zweiten Klasse schon einiges über Geschwindigkeit und Kräfte gelernt. Eine kurze Wiederholung: Geschwindigkeit = Weg : Zeit v = s : t Die Geschwindigkeit wird meist in m/s oder km/h angegeben. Die Einheit der Kraft F ist Newton . Kräfte können auf Papier mit Pfeilen, so genannten Vektoren, dargestellt werden. Der Pfeil zeigt dabei in die Richtung, in der die Kraft wirkt. Je länger der Pfeil ist, umso größer ist die Kraft. Wirken mehrere Kräfte, können sie addiert oder subtrahiert werden, indem man die Pfeile zusammenschiebt. Betrachte dazu das Bild zur Achterbahnfahrt. Beim Abwärtsfahren wirkt die Fliehkraft zusätzlich zur Erdanziehungskraft, beim Aufwärtsfahren wirkt die Fliehkraft der Erdanziehungskraft entgegen. Beim Bremsen wird ein Körper langsamer. Wirkung von Erdanziehungskraft F 1 und Fliehkraft F 2 bei einer Achterbahnfahrt: Im „Tal“ wirkt die Fliehkraft zusätzlich zur Erdanziehungskraft, am „Gipfel“ wirkt die Fliehkraft der Erdanziehungskraft entgegen. 76 Arbeitsblätter m6d3ja Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv