BG/BRG Gmünd
Beschleunigung
Von Redl Bernhard
Müller Michaela
Thor Stephanie
Pollack Markus
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 Zeiteinheitnegative 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 BeschleunigungBeschleunigung:
wird man nach einer bestimmten Zeit um X m/s schneller/langsamer, d.h. die GeschwindigkeitGeschwindigkeit ist nicht konstantkonstante Geschwindigkeit: Geschwindigkeit:
ein Auto legt in einer bestimmten Zeit immer die gleiche Strecke zurück --> keine BeschleunigungBeschleunigung
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
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Beschleunigung
Freier Fall
Formel: s = g/2.t²s...Streckeg...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
[a] = 1m/s² = 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 gefährlichbei 7g wiegt 7mal so viel80 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 AchterbahnTivoli: 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 bereits160 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 CiKraftstoff: BenzinBeschleunigung 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: BenzinBeschleunigung 0-100 (in Sek.): 12,7 (a=0,2g)
Höchstgeschwindigkeit: 191 km/h
Porsche BoxsterKraftstoff: BenzinBeschleunigung 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 Dragster-Rennen erreichen die Fahrzeuge in 5,5 s eine Geschwindigkeit von 411 km/h (a=2,1g)
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Was ist Schwerelosigkeit ?
Als Schwerelosigkeit wird ein Zustand bezeichnet, bei dem ein Körper keine wahrnehmbaren Wirkungen der Gravitation hat !
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
Wo kommt Schwerelosigkeit vor?
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
BilderBilder
Scrap.shs
Wir hoffen es hat Ihnen gefallen!!!!!