Big Bang 2, Schulbuch

17 2.3 Beschleunigte Bewegungen Ein ziemlich harter Hund John Paul Stapp war ein Pionier in der Erforschung, wie sich Beschleunigungen auf unseren Körper aus­ wirken . Besonders bemerkenswert sind seine Selbst- versuche auf Raketenschlitten ( B 2.19 ). Dabei setzte er sich gewissermaßen als sein eigenes Versuchskanin- chen extremen Belastungen aus. Seine Erkenntnisse trugen zur Sicherheit in Flugzeugen sowie zur Weiter­ entwicklung von Sicherheitsgurten bei. Links: John Paul Stapp im Jahr 1954 auf seinem Raketenschlitten; Rechts: Nicht mehr ganz entspannt, als er von 680 km/h (!) plötzlich abgebremst wird. B 2.19 Es gibt aber noch eine dritte Möglichkeit . Eine Be- schleunigung tritt nämlich auch dann auf, wenn man durch eine Kurve fährt ( B 2.13 d ). Wenn man die Ge- schwindigkeit als Pfeil darstellt, ist es offensichtlich: Seine Richtung ändert sich ja! Und weil eben jede Än­ derung der Geschwindigkeit eine Beschleunigung be- deutet, ist ein durch die Kurve fahrendes Auto be- schleunigt. Du kennst das aus dem Alltag. Wenn Auto, Bus oder Bahn eine Kurve machen, dann kannst du das, wie bei allen Beschleunigungen, spüren ( A9 ), und es können Dinge nach außen rutschen! Dass bei Kur- ven eine Beschleunigung auftritt, wird bei Achterbah- nen ausgenützt und in der Astronauten-Zentrifuge ( 1  Info: Viel härter als am Rummelplatz ). Viel härter als am Rummelplatz Um auf die Belastungen beim Raketenstart vorzu­ bereiten, hat man Astronautenzentrifugen entwickelt. Je schneller diese sich drehen, desto größer die Be- schleunigung. Das ist nichts für schwache Nerven und härter als am Rummelplatz. Auch dort nützt man aus, dass Beschleunigungen durch den Magen gehen ( A12 ). In B 2.16 siehst du zum Beispiel die Pfeile für die Geschwindigkeit bei der Ein- und Ausfahrt einer Ach- terbahn durch eine Senke. Der Geschwindigkeitsvektor dreht sich, und daher tritt eine Beschleunigung auf. Weil das viel Spaß macht, geben wir auch gerne eine Stange Geld dafür aus. In dieser Astronautenzentrifuge wird man herumgedreht und somit beschleunigt. B 2.20 Übersicht über die drei Arten der Beschleunigung . Die Beschleunigung, die in Kurven auftritt, nennen Physiker etwas sperrig Zentripetalbeschleunigung. Frei übersetzt heißt das die „vom Rand zur Mitte verlaufende“ Beschleunigung. Diese kann auch in Kombination mit positiver oder negativer Beschleunigung auftreten. T 2.2 Art der Geschwindigkeits- änderung Beispiel in Alltagssprache auftretende Beschleunigung Auto beschleunigt positive Beschleunigung Auto bremst negative Beschleunigung Auto fährt durch eine Kurve Zentripetalbe- schleunigung In Kap. 2.1 haben wir ja die Geschwindigkeit als Wegstrecke pro Zeitdauer definiert. Bei den beschleu- nigten Bewegungen müssen wir exakter werden. Neh- men wir dazu den Weltrekordlauf von Usain Bolt . Sei- ne Durchschnittsgeschwindigkeit bekommst du, wenn du die Gesamtzeit durch die Gesamtstrecke dividierst. Dann erhältst du 100m/9,58 s = 10,44m/s. Die Momen­ tangeschwindigkeit gibt dagegen die Geschwindig- keit zu einem bestimmten Zeitpunkt an und beträgt im Maximalbereich etwa 12,4m/s. Es ist wichtig, diese beiden Angaben auseinander halten zu können. Bei beschleunigten Bewegungen ändert sich die Geschwindigkeit in irgendeiner Form. Die Geschwin- digkeit kann größer werden (positive Beschleuni- gung), kleiner werden (negative Beschleunigung) oder ihre Richtung ändern (Zentripetalbeschleunigung). Außerdem ist es wichtig, zwischen Momentan- und Durchschnittsgeschwindigkeit zu unterscheiden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv