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Aufgabe

Bremsweg

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Ein Wagen fährt mit \(10\,\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\). Der Fahrer tritt auf die Bremse und nach einer Strecke von \(s=1\,\rm{m}\) kommt der Wagen zum stehen.
Wenig später fährt der Wagen mit \(20\,\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\) und der Fahrer bremst wieder bis zum Stillstand ab. Der Wagen verzögert dabei mit der gleichen Verzögerung wie in der vorherigen Situation.

Bestimme die Länge des Bremsweges im zweiten Fall.

Tipp: Vergleiche die Situation mit dem Freien Fall eines Steines. Was musst du hier tun, um eine doppelte Fallgeschwindigkeit zu erreichen?

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Ein Auto anzuhalten ist etwa das gleiche wie einen Stein hochzuwerfen. Auf den Wagen wirkt eine konstante Anhaltekraft, die von den Bremsen geliefert wird. Auf den Stein wirkt ebenfalls eine konstante Anhaltekraft, die von der Schwerkraft (Gravitation) geliefert wird. Um zu erkennen, wie sich ein Stein verhält, wenn er aufwärts geworfen wird, machen Sie einen Film davon, wie er herabfällt, und lassen Sie diesen Film in Ihrem Kopf rückwärts ablaufen. Um die Geschwindigkeit eines fallenden Steins zu verdoppeln, muß seine Fallzeit verdoppelt werden. Der Grund liegt in der Formel
\[v = a \cdot t\]

Bei doppelter Fallzeit vervierfacht sich aber die Fallstrecke. Der Grund hierfür liegt in der Formel
\[s = \frac{1}{2} \cdot a \cdot {t^2}\]

Das bedeutet, wenn Sie den Stein mit doppelter Geschwindigkeit hochwerfen, hat er die doppelte Steigzeit und erreicht die vierfache Höhe.

Das Auto verhält sich genauso. Fährt es mit \(20\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\), ist der Bremsweg viermal so lang wie bei \(10\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\), also \(4\rm{m}\). Das ist wohl eines der wichtigsten Ergebnisse für Sie privat: Wenn Sie die Geschwindigkeit eines Autos verdoppeln, verdoppelt sich die Bremszeit, aber die Bremsstrecke vervierfacht sich - und die Strecke, nicht die Zeit bestimmt, ob Sie einen Unfall haben oder nicht.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Lineare Bewegung - Gleichungen