Abbremsen im Fall in der Atmosphäre



  • Hi!

    Hab mir mal folgenden Sachverhalt überlegt:

    Nehmen wir an ein Objekt Bewegt sich unbeschleunigt mit vObj=60msv_{Obj}=60 \frac{m}{s} auf eine solide, absolut starre Wand zu.

    Im Moment wo sich Objekt und Wand treffen wirkt eine unendlich hohe Beschleunigung auf das Objekt, weil es sofort gebremst wird (wegen absolut starr). Richtig?

    Nehmen wir jetzt an die Wand bewegt sich mit dem Objekt sobald der erste Kontakt entsteht, wie bei einem idealen unelastischen Stoß. Anfangs mit vWand=vObj=60msv_{Wand} = v_{Obj} = 60 \frac{m}{s} und am Ende mit vWand=vObj=0msv_{Wand} = v_{Obj} = 0 \frac{m}{s}. Wobei die zurückgelegt Strecke nach Erstkontakt s=1ms = 1m betragen soll und das Objekt gleichmäßig gebremst werden soll. Die Bremsbeschleunigung beträgt während des einem Meters nach Kontakt dann aBrems=60ms2a_{Brems} = -60 \frac{m}{s^2}. Richtig?

    Warum das ganze? Ich habe gelesen, dass der Fall eines Menschen in der Atmosspähre zwischen 55ms55 \frac{m}{s} und 139ms139 \frac{m}{s} liegt, je nachdem wie breit sich der fallende Mensch macht.

    Würde das dann nicht heißen, dass ein Mensch beim optimalen fallen in nur 1m unbeschadet abgebremst werden kann, weil er nur für 1 Sekunde ca. 6-7g Bremsbeschleunigung ausgeliefert ist? Egal aus welcher Höhe er Fällt?
    Beim suchen von g-Kräften bin ich zum Schluss gekommen, dass 6-7g für 1 Sekunde verkraftbar sind.

    Dass würde dann auch heißen, dass man eine "Maschine" konstruieren könnte die eine Platte entsprechend bewegt und den Fall ideal abfedern könnte.

    Ich stelle mir da ein Ei vor, dass ich auf die solide Platte pfeffer und es nicht zerbricht, weil die Platte "intelligent" gebremst hat.



  • ja wenn du ein ei auf eine platte schmeißt, die sich vereinfacht gesagt mit 0,99999*v_ei bewegt, wirken ja auch nur 0,001*0,5*m*v² auf die eierschale.

    die frage ist nur, wie du das machen willst, da du ja mit der platte eine gewisse strecke zurücklegen musst, bis das ei stehen bleibt.

    von der tatsache, dass es sich nicht nur in x-richtung, sondern auch noch in y-richtung bewegt und dann wahrscheinlich runterkullert und kaputt geht, ganz zu schweigen.

    wäre aber bestimmt ne schöne klausur-aufgabe für physikstudenten. 😃


  • Mod

    Dudeldu schrieb:

    Warum das ganze? Ich habe gelesen, dass der Fall eines Menschen in der Atmosspähre zwischen 55ms55 \frac{m}{s} und 139ms139 \frac{m}{s} liegt, je nachdem wie breit sich der fallende Mensch macht.

    Würde das dann nicht heißen, dass ein Mensch beim optimalen fallen in nur 1m unbeschadet abgebremst werden kann, weil er nur für 1 Sekunde ca. 6-7g Bremsbeschleunigung ausgeliefert ist? Egal aus welcher Höhe er Fällt?
    Beim suchen von g-Kräften bin ich zum Schluss gekommen, dass 6-7g für 1 Sekunde verkraftbar sind.

    Ja, das ist wahr. Problem ist aber, dass eine Vorrichtung, die für 1 s konstant diese 6-7 g liefert, nicht so einfach zu konstruieren ist.

    Dass würde dann auch heißen, dass man eine "Maschine" konstruieren könnte die eine Platte entsprechend bewegt und den Fall ideal abfedern könnte.

    Ich stelle mir da ein Ei vor, dass ich auf die solide Platte pfeffer und es nicht zerbricht, weil die Platte "intelligent" gebremst hat.

    Könnte funktionieren. Diese High-Tech Vorrichtungen müssen gar nicht einmal aktiv gesteuert werden. Man kann Geräte konstruieren, die automatisch eine immer stärkere Rückstellkraft erzeugen, je weiter sie von einem auftreffenden Objekt ausgelenkt werden. In Fachkreisen nennt man diese "Kissen", "Polster" oder "Sprungtuch".



  • Wenn Du von ~60 m/s in einem Meter auf 0 abbremsen willst, komme ich auf ~1800m/s² -> ~180g.

    Aber ich habe schon einen oder zwei wönzige Schlucke Wein intus.



  • SeppJ schrieb:

    Man kann Geräte konstruieren, die automatisch eine immer stärkere Rückstellkraft erzeugen, je weiter sie von einem auftreffenden Objekt ausgelenkt werden. In Fachkreisen nennt man diese "Kissen", "Polster" oder "Sprungtuch".

    Die haben allen den gemeinsamen Nachteil, dass der Bremsweg deutlich höher ist als bei der aktiven Steuerung, was kann man auch anderes erwarten bei so primitiven Konstrukten ;).
    Die Konstruktion stelle ich mir gerade gar nicht mal so schwierig vor. Konstante Beschleunigung kann man mit einer Modifikation davon erreichen. Bei der Startgeschwindigkeit der Platte fällt mir bloß noch nichts einfaches ein, wegen Trägheit der Masse und so. Das muss mal jemand bauen!


  • Mod

    Dudeldu schrieb:

    SeppJ schrieb:

    Man kann Geräte konstruieren, die automatisch eine immer stärkere Rückstellkraft erzeugen, je weiter sie von einem auftreffenden Objekt ausgelenkt werden. In Fachkreisen nennt man diese "Kissen", "Polster" oder "Sprungtuch".

    Die haben allen den gemeinsamen Nachteil, dass der Bremsweg deutlich höher ist als bei der aktiven Steuerung, was kann man auch anderes erwarten bei so primitiven Konstrukten ;).

    Ähh, nein. Du rechnest bloß falsch. Der Bremsweg bei der Fallmaschine ist logischerweise ziemlich genau gleich lang, denn das Kissen macht wirklich nichts grundlegend anderes als deine Maschine.

    Bei deinem obigen Beispiel für die Abbremsung von Fallendgeschwindigkeit komme ich beispielsweise auf ~10 Sekunden und ~100 Meter Bremsweg. in dem Fall wird es dann auch kritisch, ob ein Mensch so lange solch große Beschleunigungen aushält und man nicht lieber ein noch größeres Kissen/Maschine nehmen müsste, das dann etwas weicher ist.



  • also selbst wenn der mensch 10m bremsweg und 100s oder umgekehrt 1000m bremsweg und 1s aushalten würde (bestimmt), so muss man sowas doch auch praktisch umsetzen können.....

    ich persönlich kann man mir 10m nicht mal richtig vorstellen, ohne durch meine wohnung hindurch zu gucken, von 100m oder sogar 1000m ganz zu schweigen.
    und wenn ich mir diese 10m (eigentlich nur 8m) in 1s vorstelle: holla die waldfee!


  • Mod

    Deswegen gibt's auch weniger als eine handvoll Leute, die jemals einen ungeschützten Fall mit Endgeschwindigkeit überlebt haben. Meistens mit Hilfe von hohen Bäumen und dickem Schneepolster (und natürlich mit schweren Verletzungen). 55-139 m/s mag nicht viel klingen, aber das ist ein nicht zu verachtender Bruchteil der Schallgeschwindigkeit (340 m/s), eine Geschwindigkeit, die man im Alltag meistens als instantan wahrnimmt. Es sind 200-500 km/h, also minimal ungefähr so viel wie die höchsten Geschwindigkeiten, die die meisten Leute von der Autobahn her kennen (Die Beschleunigung bei Vollbremsung eines Autos ist übrigens maximal etwas mehr als 1 g, das ist einfach der Wert von Gummi auf Asphalt).



  • Hi,

    Un 60m/s in einer Sekunde auf 0 abzubremsen brauchst du rund 6 g.
    Während der Zeit wird eine Strecke von 30m zurückgelegt.
    Wenn du das mit einer bewegten Vorrichtung abfangen willst, muss die sich dem fallenden zuerst entgegen bewegen, dann beim erreichen abbremaen und entgegengesetzt beschleunigen, sachte Kontakt aufbauen bis Körper und Platte so weit eingerückt sind wie es 6 g entspricht und dann mit 6 g bremsen, aber rechtzeitig anhalten damit der Mensch nicht wieder hochkatapultiert wird.
    Ich würde sagen, du versuchst gerade die Folie hochkant zu bohren.

    Gruß Mümmel



  • Hi,

    Hab mal unfreiwillig die Bruchstücke einer zerspringenden schmalem Schleifscheibe d250mm, b8mm v30m/s mit der nackten Brust augefangen. Toppt jeden Orgasmus. 😃

    Gruß Mümmel


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