4.4.2 Bremsen
Beschleunigen ist das Ändern einer Geschwindigkeit. Das gilt für das Schnellerwerden genauso wie für das Langsamerwerden. Und physikalisch gilt es sogar dann als eine Beschleunigung, wenn ein Gegenstand den Betrag der Geschwindigkeit beibehält und nur seine Richtung ändert.
Für die Bewegung auf einer geraden Strecke gilt: , wobei die Geschwindigkeit zum Beobachtungsbeginn bei ist und ist die Geschwindigkeit nach Ablauf der Zeit .
Das heißt beim Bremsen ist die Beschleunigung negativ, weil ist. Man nennt die Beschleunigung beim Bremsen auch Bremsverzögerung. Wenn man für die Bremsverzögerung eine Zahl angibt, dann lässt man oft das Minuszeichen weg. In diesem Fall muss man also wissen, dass bei einer Bremsverzögerung von 4 m/s² eigentlich die Beschleunigung a = -4 m/s² gemeint ist.
Der reine Bremsweg
Der reine Bremsweg ist der Anhalteweg abzüglich der Strecke, die während der Schrecksekunde zurückgelegt wird.
Nach den Gleichungen der beschleunigten Bewegung gilt
Autos haben auf trockener Straße eine maximale Bremsverzögerung zwischen 7 und 8 m/s² .
Beispiel:
- Wie lang ist der reine Bremsweg für ein Auto, das mit 72 km/h eine Vollbremsung macht, wenn die Bremsverzögerung 7,5 m/s² ist?
- Lösung:
- Umrechnen der Geschwindigkeit in die SI-EInheit m/s: 72 km/h = 7,2/3,6 m/s= 20 m/s
- Damit:
- Glücklicherweise gibt es noch eine zweit Gleichung für die beschleunigte Bewegung:
- Die Geschwindigkeit v ist am Ende des Bremsvorgang bei einer Vollbremsung gleich Null. Also gilt
- Damit wird die Gleichung oben zu:
- Das Einsetzen der Zahlen ergibt:
Der Anhalteweg
Um den Anhalteweg zu berechnen, muss auch die Strecke hinzugezählt werden, die während der Schrecksekunde gefahren wird: Das ist die Stecke Für das Beispiel oben bei einer Geshwindigkeit von 72 km/h ist also der Anhalteweg:
Aufgabe 1
Berechnen Sie den Anhalteweg für Geschwindigkeiten von
- 36 km/h
- 108 km/h
- 180 km/h
Aufgabe 2
Sie fahren auf der Autobahn mit einer Geschwindigkeit von 144 km/h. Plötzlich bemerken Sie, dass 100 m vor Ihnen der Verkehr nur noch mit 54 km/h fährt. Berechnen Sie den Weg, den Sie - einschließlich der Reaktionsstrecke während der Schrecksekunde - benötigen, um von einer Geschwindigkeit von 144 km/h auf eine Geschwindigkeit von 54 km/h abzubremsen. Da die Straßen noch vom letzten Regen etwas feucht sind, haben Sie nur eine Bremsverzögerung von 6 m/s². Reicht die Strecke noch um abzubremsen?
Backlinks:
2 Physikbücher:BGPhysik11-EP:8 Physik im Straßenverkehr:8.1 Bremsen
2 Physikbücher:BGPhysik11-EP:4 Kinetik