Plötzlicher
Stopp
Plötzlicher
StoppWas bedeutet ein Fall aus 150 Metern Höhe? Was bedeutet Polsterung und was bedeutet keine Polsterung? Ein 150-Meter-Fall verursacht eine g-Kraft, die mich sehr besorgt macht. Die folgende Analyse zeigt euch, warum. Ich habe das in den letzten paar Wochen immer wieder und wieder gecheckt, um einen Fehler zu finden. Ich hoffe, jemand kann einen Fehler in der Mathematik oder in der Logik finden. Wir nehmen an, daß die Endgeschwindigkeit nicht erreicht wird und daß der Luftwiderstand keinen verlangsamenden Effekt hat. Weiter nehmen wir jetzt an, daß es genügend Polsterung gibt, um 15cm Bewegung zu erlauben bis der Gegenstand die Polsterung komplett zusammendrückt und daß die Polsterung den Gegenstand gleichmäßig während dieser Bewegung verzögert. Bemerkung: Eine typische Matratze ist 15cm bis 20cm dick, und wenn jemand darauf liegt, wird sie ein bißchen zusammengedrückt, so daß unter den besten Umständen 10cm bis 15cm Bewegung für die Verzögerung angemessen ist.
- Im schlimmsten Fall sollte man sich auf einen Impakt vorbereiten, als wenn man nach einem Fall aus 150 Metern Höhe aufkommt. Das setzt keine Polsterung um das Objekt oder die Person herum voraus, um eine Impaktverletzung zu vermeiden, und keine Sicherung gegen Umherschleudern.
- ZetaTalk
Bemerkung: Die untige Tabelle wurde aus dieser Formel bestimmt, wobei verschiedene Entfernungen für die Verzögerung benutzt wurden. Keine Luftreibung angenommen. Wie schnell würde sich ein Objekt bewegen, wenn es aus einer Höhe von 150 Metern fallengelassen würde?V = (2gS)^0,5 = Geschwindigkeit bei freiem Fall
v = (2as)^0,5 = Geschwindigkeit beim Start der Verzögerung
Setze V = v und löse nach a. Dann folgt:
a = (S/s)g = (S/s)G = Verzögerung in "G-Kraft".
g = Gravitationskonstante 9,75 m/sec^2 = 1 G.
S = 150m freier Falll.
s = Verzögerungs- oder Stoppentfernung von 15cm.
a = (150m/0,15m)G = 1000fache G-Kraft.
Was ist die Endgeschwindigkeit beim freien Fall bzw. die Maximalgeschwindigkeit? Ein Freund von mir, der Fallschirmspringer ist, sagte mir, das reicht von 190km/h (Körper horizontal) bis über 320km/h (Körper vertikal). Obiges ist innerhalb dieses Bereiches, so daß wir wahrscheinlich für unsere Zwecke sicher sind, wenn wir keine Luftreibung annehmen, um die Maximalgeschwindigkeit beim Fall zu bestimmen. Folgende Stoppdistanzen s und G-Kräfte erlebt man:v = (2gs)^0,5 = ((2*9,75/sec^2)*150m)^0,5 = 54,5m/sec=196,4km/h
Zusammenfassung: Zum Beispiel, wenn die richtige Polsterung verwendet wird, um einen 150-Meter-Fall mit einer Stoppdistanz von 15cm aufzufangen, erfährt der Körper eine Kraft 1000mal sein eigenes Gewicht, wenn er stoppt. Um das einfacher zu sagen, legt 1000 Körper eures Gewichtes über euren Körper auf einer Matratze - und wir haben zwei Probleme. Euer Körper wird wohl mit zerbrochenen Knochen zerdrückt und die Matratze wurde schon vor langer Zeit flach und bietet keine Polsterung mehr. All das würde schnell passieren, abhängig von der Dicke der Polsterung und der Stoppdistanz s. Dennoch ist diese G-Kraft da. Wenn man weniger als die 5-fache G-Kraft spüren will, müßte man an allen Seiten mehr als 30m Polsterung benutzen. Das wird absurd und lächerlich.Ein 150-Meter-Fall ergibt eine relative Geschwindigkeit von 196km/h
Eine Stoppdistanz von 1,3cm ergibt eine 12000-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 2,5cm ergibt eine 6000-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 10cm ergibt eine 1500-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 15cm ergibt eine 1000-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 30cm ergibt eine 500-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 60cm ergibt eine 250-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 3m ergibt eine 50-fache G-Kraft
Eine Stoppdistanz von 30m ergibt eine 5-fache G-Kraft
Ein 150-Meter-Fall ohne Polsterung am Boden ist äquivalent damit, wenn ein Fallschirmspringer ohne geöffneten Fallschirm auf den Boden knallt. Es gab Springer, die mit 190km/h fielen und deren Schirme sich nicht öffneten, und sie haben es überlebt, nur mit ein paar gebrochenen Knochen. Angenommen, der Körper und der Boden quetschen und biegen sich ungefähr 2,5-10cm, dann könnte die G-Kraft zwischen 6000 G und 1500 G liegen. Ich weiß nicht, was das Limit ist, was ein Körper aushalten und trotzdem überleben kann. Ich weiß, daß es für uns Durchschnittsleute wahrscheinlich nicht so niedrig wie 9 G ist, doch sehr viel weniger als 1000 G. Man sollte sich erinnern, daß die Dauer der G-Kraft nicht so lang ist wie bei Tests, die mit Personen in Zentrifugien gemacht wurden, um Kampfpiloten zu simulieren oder den Wiedereintritt von Astronauten in die Erdatmosphäre.
Es gibt die Möglichkeit, hohe G-Kräfte mit geringer Amplitudenvibration von kurzer Dauer zu bekommen. Die Dauer der G-Kraft ist ein großer Faktor. Kurze Dauer von großer G-Kraft ist weniger destruktiv als dieselbe G-Kraft mit längerer Dauer. Längere Dauer komprimiert die Polsterung und überträgt die Beschleunigung auf das Gerät oder den Körper, der gepolstert wird. Die hohe G-Kraft von kurzer Dauer wird erwartet und man hat sich schon dagegen geschützt, wenn erstmal der Schutz gegen die G-Kraft von längerer Dauer am Platz ist. Wenn man definiert, daß man einer gegebenen Fallhöhe widerstehen muß, wird die Dauer für jede Stoppdistanz definiert und wird somit ein guter Weg, das Gesamtproblem zu definieren.
Betreffend der Schutz von elektronischen Komponenten: 10-30cm Polsterung wird Schutz insoweit liefern, daß jede Komponente des elektrischen Gerätes nicht mehr als 500-1500mal ihr eigenes Gewicht bei dem Versuch erfährt, das Gerät auseinanderzureißen. Der Gesamteffekt der Bewegung aller Komponenten ist zu versuchen, das Gerät flach zu drücken. Bemerkung: Man sollte bemerken, daß sich Polsterung nicht zu nichts komprimiert. Sie hat eine Enddicke, die nicht Teil der obigen s-Entfernung ist. Außerdem produziert gequetschte Polsterung in der wirklichen Welt keine gleichmäßige Verzögerung. Erwartet, daß sich die G-Kraft bei der Verzögerung bis zu einem gewissen Grade erhöht, je komprimierter die Polsterung ist.
Angeboten von Mike.
Übersetzung von Niels
