Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

24.2 Mirna Jukic, die bisher erfolgreichste österreichische Schwimmerin ? Antwort auf die Eingangsfrage Welche mittlere Geschwindigkeit hat die Schwimmerin? Sie legt 200m in 2:21,97min = 141,97s zurück und hat damit eine mittlere Geschwindigkeit von ge- rundet 1,409m/s . In einer hundertstel Sekunde legt sie einen Weg von 1,4 cm zu- rück. Bei einem 50m Becken und einer Zeitdifferenz von einer hundertstel Sekun- de müsste das Becken für eine Schwimmstrecke von 200m auf 3,5mm genau vermessen sein. Das ist natürlich nicht möglich. Andererseits sind die Unterschie- de in der Spitzengruppe sehr gering und es gilt, einen Sieger oder eine Siegerin zu küren. Die Zweitplatzierte lag mit einer Zeit von 2:21,84 nur um 0,13 s vor Jukic ( 2 4.2 ). Bei der modernen Zeitmessung ist die Schwimmerin für die Zeitmessung selbst verantwortlich. Am Beckenende müssen die Schwimmerinnen Anschlagta- feln (touch pads) berühren, um die Zeitmessung zu stoppen. Die Position der An- schlagplatten wird mit Laserentfernungsmessern auf ± 1mm gemessen. Die An- schlagplatten werden so eingerichtet, dass der Weg – bei vier geschwommenen Längen – maximal ± 4mm vom Sollwert abweicht und daher maximal ± 8mm un- terschiedlich ist. Zusätzlich werden hochauflösende Videoaufnahmen gemacht. Sie zeigen, dass die Zweitplatzierte im Moment des Ziel-Anschlags 16 cm hinter der Erstplatzierten zurück lag. Die Gleichungen für den freien Fall kann man auch zur Berechnung des Bremswegs eines Autos benutzen. Die Zeit vom Erkennen einer Gefahr bis zum Anhalten des Fahrzeugs wird folgendermaßen unterteilt: a) Vorbremszeit t 1 : Nach dem Erkennen der Gefahr verstreicht zunächst die Reaktionszeit, bis die Bremse betätigt wird. Doch auch die Bremse braucht einige Zehntelsekunden, bis sie anspricht. Insgesamt vergeht etwa 1 Sekunde. Das Fahrzeug behält in dieser Zeit seine ursprüngliche Geschwindigkeit bei. Vorbremsweg s 1 = v · t 1 b) Bremszeit t 2 . In dieser Zeit verringert sich die Geschwindigkeit bis zum Stillstand des Fahrzeugs. Die Beschleunigung ist negativ. Aus t = v / a ergibt sich der Bremsweg s 2 = ½ a · t 2 2 = v 2 /(2 a ) Der Anhalteweg besteht aus dem Vorbremsweg s 1 und dem eigentlichen Bremsweg s 2 . Beispiel: Für 130 km/h (der auf österreichischen Autobahnen erlaubten Höchstgeschwindigkeit) ergeben sich folgende Werte: Vorbremsweg: s 1 = 130/3,6 m/s · 1 s = 36,1 m Bremsweg: s 2 = v 2 /(2 a ). Für eine durchschnittliche Bremsverzögerung von a = 4 m/s 2 beträgt der Bremsweg 163 m . Der Anhalteweg ergibt sich daher mit 199m . In der Fahrschule lernt man Regeln, die bei der Abschätzung des Anhaltewegs helfen sollen. Dabei wird eine Bremsver- zögerung von a = 4 m/s 2 angenommen. 24.1 Mangelnder Sicherheitsabstand kann zu Massen-Auffahrunfällen führen, in denen der einzelne Autofahrer praktisch chancenlos ist. Regel I: Der Vorbremsweg ergibt sich in Meter, indem man die Geschwindigkeit in km/h durch 10 teilt und mit 3 multipliziert. Also: v = 130 km/h , Vorbremsweg s 1 = 13 · 3m = 39m Regel II: Der Bremsweg ergibt sich in Meter, indem man die Geschwindigkeit in km/h durch 10 teilt und anschließend quadriert. Also v = 130 km/h , Bremsweg s 2 = 13 · 13m = 169m Der Anhalteweg ist demnach 208m . Eine häufige Unfallursache ist der zu geringe Abstand zwischen den Fahrzeugen auf Autobahnen und Landstraßen. Als üblicher Sicherheitsabstand gilt bei kleinen Geschwindigkeiten zumindest der Vorbremsweg (Ein-Sekundenregel). Bei großen Geschwindigkeiten sollte wenigstens der doppelte Vorbremsweg als Sicherheitsab- stand eingehalten werden. Diese Regeln setzen voraus, dass man beim Autofahren konzentriert und aufmerksam ist. Der Bremsweg eines Autos 24 MECHANIK 1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv