Die Beschleunigung
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Beschleunigung Von Redl Bernhard Müller Michaela Thor Stephanie Pollack Markus BG/BRG Gmünd Die Beschleunigung Die Beschleunigung ist eine der Kerngrößen der klassischen Mechanik, durch die erstmals von Isaac Newton der Zusammenhang zwischen Kraft und Masse beschrieben wurde. Definition der Beschleunigung Beschleunigung=Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit negative Beschleunigung = Verzögerung (oder auch Bremsen) Beschleunigung = Geschwindigkeit durch Zeit Anfangsgeschwindigkeit ist 0 in 10 Sekunden von 0 auf 30 m/s ---> Beschl.=30 m/s durch 10 Sekunden -->a = 3,0 m/s² Konstante Beschleunigung konstante Beschleunigung: wird man nach einer bestimmten Zeit um X m/s schneller/langsamer, d.h. die Geschwindigkeit ist nicht konstant konstante Geschwindigkeit: ein Auto legt in einer bestimmten Zeit immer die gleiche Strecke zurück --> keine Beschleunigung Gleichmäßig beschleunigte Bewegung s=a/2*t2 s......Weg a......Beschleunigung t........Zeit Konstante Beschleunigung .....ergibt eine lineare Zunahme der Geschwindikeit mit der Zeit.... Daraus folgt a = v/t Konstante Beschleunigung Zeitlich konstante Geschwindigkeit bedeutet das a(die Beschleunigung) gleich bleibt. Konstante Beschleunigung Beschleunigte Bewegung x…..Weg a/2.t2 v…..Geschw. a·t a…..Beschl. konstant Beschleunigung BG/BRG Gmünd Freier Fall Formel: s = g/2.t² s...Strecke g...Fallbeschleunigung t.....Zeit Wenn ein Gegenstand zu Boden fällt hat er eine konstante Beschl.:g=9,81m/s2 Bsp: Jemand springt von einem 5m hohen Turm. Wie lange dauert es bis er im Wasser aufkommt? t=2s/g=1 Nach ungefähr 1 sek. kommt er auf Freier Fall Beschleunigung mit konstanter Erdbeschleunigung Einheiten der Beschleunigung ² 1m/s = [a] = 0,1g oder 1g = 10m/s² 2g = 20m/s² Bsp.:Raketenstart: 1,6g = 16m/s² Freier Fall Versuch: Ball wurde aus dem zweiten Stock (ca.11m) fallen gelassen! Schwerelos Bezüge zum Alltag Beim Bungeejumping Beim Fallschirmspringen im Freien Fall Wenn irgendetwas hinunter fällt Autos Achterbahnen Raketenstart Fallschirmspringen Turmspringer vom 10-m-Brett beschleunigt gleichmäßig Fallschirmspringer im Freien Fall bewegen sich dagegen nach er bestimmten Zeit mit konstanter Geschwindigkeit Fallschirmspringen ist eine Bewegung mit einer konstanten Erdbeschleunigung Beschleunigung Es gibt geradlinige Beschleunigungen (Bremsen und Wegfahren) bei einer Kurve wirken Zentripetal- und Zentrifugalkraft auf einen Körper Beschleunigung am Körper ab 7g gefährlich bei 7g wiegt 7mal so viel 80 kg schwerer Mann wird mit 7g beschleunigt wiegt 560kg (Kraft=Masse*Beschleunigung) Sprung Versuch: Sprung vom Sessel ohne abfedern kurz Freier Fall sichtbar Impuls in einem nicht abgeschlossenen System Versuch: Ball wurde 3 mal aus 2m Höhe fallen gelassen. 1. ohne zu fangen 2. mit abfedern 3. mit völligem abfedern Kraft und Impuls F=p/t F=p/t Beschleunigungen und der menschliche Körper Achterbahn die älteste Achterbahn Tivoli: in Kopenhagen (seit 1914) Reiz: Kräfte die am Körper wirken Ursache: starke Beschleunigungen Größte und schnellste Achterbahn Top Thrill Dragster (Cedar Point, Ohio) derzeit höchster und schnellster Coaster der Welt Höchstgeschwindigkeiten über 170 km/h Neue Bahnen Giga Coaster: 95m hoch 200km/h (im freien Fall) Visierhelm (Schutz vor Insekten) man hängt frei unter der Bahn (sitzt nicht im Wagen) max. Beschleunigung: 5-6g Neue Bahnen Warum “ROLLER COASTER“? Der Begriff ”Roller Coaster” wurde von Thompson geprägt sind kleine Kutter, welche an der Küste entlangfuhren, um Sachen zu transportieren Thompsons Attraktionen standen auch auch an Küsten (Scenic Railways)” rollende Kutter” Begriff wurde schnell eingebürgert Formel 1 Formel-1-Bolide beschleunigt in 2,8 Sekunden von 0 auf 100 (a=1g) nach 4,2 Sekunden bereits 160 km/h nach Bremsung bei 110 km/h steht das Auto nach zwei Sekunden Formel1 BMW-Williams FW26 Gewicht: 605 kg Leistung: ca. 900 PS Beschleunigung: von 0 auf 200 km/h in weniger als 5 Sekunden (1,1g) Vergleich BMW 645 Ci Kraftstoff: Benzin Beschleunigung 0-100 (in Sek.): 6,1 (a=0.4g) Höchstgeschwindigkeit: 250 km/h Chrysler Sebring 2,0 LX Kraftstoff: Benzin Beschleunigung 0-100 (in Sek.): 12,3 (a=0,2g) Höchstgeschwindigkeit: 200 km/h Peugeot 307cc Kraftstoff: Benzin Beschleunigung 0-100 (in Sek.): 12,7 (a=0,2g) Höchstgeschwindigkeit: 191 km/h Porsche Boxster Kraftstoff: Benzin Beschleunigung 0-100 (in Sek.): 6,4 (a=0,4g) Höchstgeschwindigkeit: 253 km/h Flugzeug gegen Pkw Auf der Startbahn eines Flughafens liefern sich ein Flugzeug und ein Pkw ein Beschleunigungsduell. Die Anfangsbeschleunigung des Pkw ist zwar höher, aber nach wenigen Sekunden hat das Flugzeug bereits die gleiche Geschwindigkeit und wenig später auch in Bezug auf den Weg aufgeholt. Flugzeug gegen Pkw Raketenstart Antrieb( Kombination Wasserstoff und Sauerstoff) müssen 99,6 Prozent der Energie in Schub umgesetzt werden -> sonst erreicht Rakete nicht die erforderliche Höhe Beschleunigung des Flugkörpers von null auf 28.200 km/h und den Eintritt ins Weltall 8,5 Minuten nach dem Start (a=1,6g) Beschleunigung im Space Shot Space Shot ist etwa 65m hoch Sitze können auf ihrer Fahrtstrecke bis zu 15m/s erreichen die Sitze werden in 0.5s auf die Gesch. von 10m/s beschleunigt (a= 2g) Dragster-Rennen Bei einem DragsterRennen erreichen die Fahrzeuge in 5,5 s eine Geschwindigkeit von 411 km/h (a=2,1g) BG/BRG Gmünd Was ist Schwerelosigkeit ? Als Schwerelosigkeit wird ein Zustand bezeichnet, bei dem ein Körper keine wahrnehmbaren Wirkungen der Gravitation hat ! Wo kommt Schwerelosigkeit vor? Fallschirmsprung (im freien Fall) Im Sturzflug, wenn das Flugzeug antriebslos in einer parabelförmigen Flugbahn Richtung Erde gleitet. (Parabelflug) Bei allen Raumflugkörpern, die in einem Orbit einen Himmelskörper umkreisen Auch beim Turmspringen und natürlich auch beim Bungee-Jumping Beim Schwimmen und Tauchen Experimente 1. Fallturm: Röhre, die luftleer gepumpt wird, um die Reibung zu verringern. In diese Röhre wird eine Kapsel gesteckt und fallengelassen. Am Boden sind Styroporkügelchen aufgelegt um die Kapsel zu bremsen. Die Dauer der Schwerelosigkeit beträgt dabei einige Sekunden, je nach Fallhöhe. Fallhöhe : s = 1/2 g * t² Bilder Wir hoffen es hat Ihnen gefallen!!!!!
