1. Ein Blumentopf (Masse 3 kg) wird versehentlich von der Fensterbank im 4. Stock gestoßen. Das Fensterbrett hat eine Höhe von 11 m zum Erdboden.

Materialien

95 L5.3 Fallgesetze (Lösungen)

1. Ein Blumentopf (Masse 3 kg) wird versehentlich von der Fensterbank im 4. Stock gestoßen. Das Fensterbrett hat eine Höhe von 11 m zum Erdboden.

a) Wie lange dauert es, bis der Blumentopf auf dem Bürgersteig aufschlägt?

____________________________________________________________________________________________________

b) Welches Tempo hat er beim Aufprall erreicht?

____________________________________________________________________________________________________

c) Wenn der Topf zu fallen beginnt, wird sofort ein Warnruf ausgestoßen.

Schätze die Chance ein, dass ein Passant auf der Straße dadurch auf die Ge- fahr aufmerksam wird und rechtzeitig zur Seite springen kann.

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

2. Ein Fallschirmspringer verlässt ein Flugzeug in einer Höhe von 800 m.

a) Nach welcher Zeit würde er auf der Erde ankommen, wenn sich der Fallschirm nicht öffnet und das Gesetz des freien Falls angewendet wird?

____________________________________________________________________________________________________

b) Welches Tempo hätte er beim Aufprall?

____________________________________________________________________________________________________

c) Welches Tempo hätte er nach einer Fallzeit von 8,00 s?

____________________________________________________________________________________________________

d) Tatsächlich erreicht er nach ca. 10 s Fallzeit nur ein Tempo von etwa 55 m/s, wenn er die in Filmen zu beobachtende Haltung quer zur Fallrichtung annimmt. (Zeigt seine Längsachse zur Erde hin – z.B. bei einem „Kopfsprung“ – dann können Fallge- schwindigkeiten bis zu 500 km/h erreicht werden.) Überlege, wie diese Abweichung zustande kommt.

____________________________________________________________________________________________________

e) Nach Öffnen des Fallschirms stellt sich nach kurzer Zeit ein konstantes Falltempo von ca. 5,0 m/s ein. Wie hoch muss ein Tisch sein, damit du beim Herabspringen dieses Tempo beim Landen erreichst?

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

v = g t = 14,7 m/s = 53 km/h

Die Zeitspanne, die man für den Warnruf braucht, ist zusammen mit der

Reaktionszeit des Passanten wohl zu lang, als dass dieser rechtzeitig zur

Seite springt.

v = g t = 125 m/s = 451 km/h

v = g t = 78,5 m/s = 283 km/h

Luftwiderstand, steigt mit zunehmendem Tempo stark an und hängt von der Querschnittsfläche senkrecht zur Fallrichtung ab

h v

= g

=

2 1,3 m

t s

= 2 g = 12 8 , s

t s

= 2 g =

1 5 , s