Zusammenstoß relative Geschwindigkeit?
Hallo!
Macht es genau genommen einen Unterschied ob bei einem Unfall 2 Autos mit 50km/h frontal zusammendonnern oder eines mit 100km/h in ein stehendes reinfährt?
Lg
6 Antworten
schon am Energieaufwand kann man sehen, dass im 2. Fall weit mehr Energie beteiligt ist.
um beide (massegleiche) Fahrzeuge auf eine Geschwindigkeit v zu bringen braucht man
Ekin =2 * ( v² * m / 2 ) = v² * m
Wenn man statt dessen die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs verdoppelt wird daraus
Ekin = 1 * (2 *v)² * m / 2 = 2 * v² * m
es ist also bei 100 km/h doppelt soviel Energie im System enthalten, folglich muss beim Zusammenstoß doppelt soviel Energie umgewandelt werden
Auch die Impulserhaltung kann keine Energie wegzaubern.
Im System ist dieses mehr an Energie vorhanden, sobald alles in Ruhelage muss diese Bewegungsenergie in andere Energieformen umgewandelt sein.
Mehr habe ich nicht ausgesagt. Die Frage war nicht was beim Zusammenstoß passiert, sondern ob beide Szenarien gleich sind.
Und das können sie nicht sein, was man allein schon an der beteiligten Energie sieht.
Um die Frage was gleich ist und was nicht, ging es gar nicht.
Korrekt! Das System aus einem Auto bei doppelter Geschwindigkeit enthält doppelt so viel kinetische Energie wie das System aus zwei Autos mit jeweils einfacher Geschwindigkeit..
Kinetische Energie = 1/2 mal Masse mal Geschwindigkeit zum Quadrat. Den Rest macht der Taschenrechner.
Jetzt wurde es oft genug wiederholt.
Es ist nicht:
2 * 0,5 * m * v^2
sondern:
0,5 * m * (v1 + v2)^2
Der Betrag der Geschwindigkeit wird addiert. Das gilt für alle Geschwindigkeiten, die deutlich kleiner als c sind.
Es ändert sich lediglich der Betrachter, die relative Geschwindigkeit zwischen den Objekten bleibt bei 100 km/h, egal ob 50/50, 99/1, 100/0, -100/200
@shagdalbran:
Was du hier erzählst, ist völliger Müll. Ein einfaches Nö mit einem bescheuerten Smiley ändert daran nichts.
Ich habe kurz einen Verwandten gefragt, der hat sein Physikstudium übrigens mit einem Summa cum laude abgeschlossen hat. Der hat ganz klar bestätigt, dass 50/50 und 100/0 genau das gleiche sind. Begründung in vereinfachter Form siehe unten.
Ich schlage vor, dass dieser Verwandte sich dann das Perpetuum Mobile patentieren lässt!
Es sollte doch möglich sein diesen Effekt als Kraftwerk zu nutzen.
Man beschleunigt 2 gleiche Massen auf jeweils 50 km / h.
Eine dieser Massen hat dann eine Bewegungsenergie von
Ekin = 0,5 * m * (50/3,6)²
um diese Masse soweit zu beschleunigen brachten wir mehr Energie, wir müssen ja den Wirkungsgrad berücksichtigen, es gilt:
Ekin = 0,5 * m * (50/3,6)² / eta
Wenn man das mit beiden Massen unabhängig voneinander macht, müssen wir insgesamt
E_investiert = 2 * 0,5 * m * (50/3,6)² / eta = m * (50/3,6)² / eta
an Energie investieren.
Jetzt haben wir aber ein Trick benutzt: wir beschleunigen die Massen aufeinander zu und das gleichzeitig.
Wenn die Massen nun aufeinander treffen, setzt dies - so sagt es der Summa cum Laude Physiker ja - eine Energie von
E_ertrag = 0,5 * m * [(50 + 50)/3,6]² frei
Jetzt kurz ein wenig umformen
E_ertrag = 0,5 * m * [(2 * 50)/3,6]²
E_ertrag = 0,5 * m * [2 * 50/3,6]²
E_ertrag = 0,5 * m * 2² * [50/3,6]²
E_ertrag = 0,5 * m * 4 * [50/3,6]²
E_ertrag = 2 * m * [50/3,6]²
Nehmen wir nun an, die Rückgewinnung Aufprallenergie, hat auch
den Wirkungsgrad Eta der gleich zu dem beim Beschleunigen ist.
Der Ertrag beträgt also
E_ertrag = eta * 2 * m * [50/3,6]²
Jetzt berechnen wir den Wirkungsgrad dieses Kraftwerks:
Wirk.Grad = Nutzen / Aufwand = Etrag / Investition
Wirk.Grad = [eta * 2 * m * (50/3,6)² ] / [m * (50/3,6)² / eta]
Wirk.Grad = eta² * 2
Wenn wir einen Wirkungsgrad des Kraftwerks von 120% haben wollen (alles über 100% ist ein Perpetuum Mobile) musst der Wirkungsgrad beim Beschleunigen / Abbremsen
1,2 = eta² * 2
eta = 0,78 = 78% betragen.
Das sollten wir doch hinbekommen, wenn wir weitgehend auf Mechanik verzichten und zB Magnetmotoren zum Beschleunigen und entsprechende Induktionsspulen zum Abbremsen nutzen.
Damit hätten wir wohl einen wichtigen Beitrag zur Energiewende geleistet.
Es fragt sich hier fast schon, warum bisher kein Physiker auf die Idee gekommen ist, es gibt ja noch einige andere die Summa cum Laude haben oder?
Dein Verwandter wird vermutlich zum Einstein des 21. Jahrhunderts, durch seine Erkenntnis, dass man die Geschwindigkeiten einfach addieren kann und somit mehr Energie im bewegtem System vorhanden ist, als man investieren muss um es in Bewegung zu versetzen, ist schlicht weg genial.
Ich warte schon ungeduldig wann sich das Genie offenbart.
Du hast Recht - Energieerzeugung durch einfaches Addieren ist a bisserl trickreich, vorsichtig ausgedrückt. Aber lass es! Hinterher musst du noch beweisen, dass die Erde nicht flach ist. Im Straßenverkehr kannst du - wenn auch mit geringer Erfolgswahrscheinlichkeit - mit einer Politesse diskutieren, aber nicht mit der Physik - die wird dich einfach töten. Die kleine hochgestellte Zwei ist für die meisten Leute unbegreiflich. Deshalb habe ich einfach mit "nö geantwortet.
An anderer Stelle in diesem thread wurde auch aus einer Wurzel ausgeklammert - auch nicht schlecht. Energie durch Rechenfehler! Juhuu.
Und wieder: Ihr vergesst den Restimpuls. Kein Fahrzeug-keines-ist einfach fest im Boden verankert. Dann würde eure Aussage stimmen.
Habe bei 100/0 ein Fahrzeug, welches im Boden verankert ist, dann stimmt eure Aussage. Aber wie gesagt, das ist Weltfremd.....
Ich weis nicht was daran so schwer zu verstehen ist. Es geht NUR um die kinetische Energie ZWISCHEN den Fahrzeugen.
Natürlich ist kin. Energie für dich als ruhender Betrachter geringer, aber das ist die kinetische Energie zwischen DIR als BETRACHTER und dem Fahrzeug mit 50 Km/h. Will ich die kin. Energie zwischen den BEIDEN FAHRZEUGEN betrachten, da interessiert nur die Geschwindigkeit, mit der sie sich aufeinander zu bewegen. Das drum herum ist für die Beschleunigungskräfte, denen die Insassen beim Aufprall ausgesetzt sind erstmal vollkommen egal.
Warum rechnest du dann nicht die Rotationsgeschwindgikeit der Erde, die Umlaufgeschwindigkeit um die Sonne, und der des Sonnensystems im Spiralarm der Milchstraße mit ein. Ich bin sicher dann ist die Geschwindigkeit und somit auch die kin. Energie zwischen dem Fahrzeug und einem ruhenden Betrachter im Zentrum der Milchstraße exorbitant höher, aber das ist doch für die Betrachtung der zwei Fahrzeugen vollkommen irrelevant. Also warum Sollte der ruhende Betrachter auf der Erdoberfläche, als absolutes Maß für die kin. Energie heran gezogen werden?
Woher hast du diese Theorie es ginge im die Energie zwischen den Fahrzeugen?
Die Fragestellung bitte nochmals lesen.
Im Übrigen kürzen sich auch die übrigen Energien zwischen beiden Fahrzeugen raus. Ja korrekt ein Fahrzeug bewegt sich mit rund 30 km pro Sekunde (gute 100.000 km/h) um die Sonne. Das scheint gegenüber den 50 km/h eine wichtige Information zu sein, allerdings haben beide Fahrzeuge diese Geschwindkeit.
Die geringe Auswirkung kann man sehr gut beobachten, wenn man den Motor der Fahrzeuge abstellt und die Bremse festzieht.
Nach kurzer Zeit kommen beide Fahrzeuge zum Stillstand auf der Erde. Zwar bewegen sie sich weiterhin mit über 100.000 km/h um die Sonne, aber zueinander ändert sich ihre Entfernung nicht.
Merke:
zwischen 2 parkenden PKW gibt es keine Aufprallenergie, auch wenn sie mit > 100 Mm/h um die Sonne unterwegs sind.
Dabei ist es übrigens völlig gleichgültig wo der Betrachter sitzt, diese Teile des Energiegehalts bezogen auf Punkt x sind für beide Fahrzeuge gleich und kürzen sich raus.
Du willst es einfach nicht verstehen.
Ok. Zerlegen wir die Fragestellung.
"Macht es genau genommen einen Unterschied ob bei einem Unfall 2 Autos mit 50km/h frontal zusammendonnern oder eines mit 100km/h in ein stehendes reinfährt?"
Jetzt kann man sich fragen, was mit "Unteschied" gemeint ist. Ja, natürlich gibt es einen Unterschied. Ein unterschiedliches Bezugsystem.
1. Fall: v(A) = 100 km/h; v(B) 0 km/h
2. Fall: v(A) = 50 km/h; v(B) 50km/h
Jetzt muss man festhalten: Diese Geschwindigkeiten gelten nur für den ruhenden Betrachter im Inertialsystem.
Gehen wir in Fall 1. Ich als Beobachter beschleunige jetzt auf 50km/h, in die gleiche Richtung wie Fahrzeug A. Was habe ich jetzt? Fall 2. Ja wie? Ist der Aufprall deswegen jetzt heftiger? NEIN! Es hat sich nur das Inertialsystem geändert. Beide Fahrzeuge bewegen sich aber weiterhin mit der gleichen Geschwindigkeit aufeinander zu.
In beiden Fällen wird gleich viel kin. Energie umgewandelt druch die Verformung der Fahrzeuge. Die Beschleunigungskräfte, denen die Insassen ausgesetzt sind, sind in beiden Fällen gleich. Der Unterschied: Fahrzeug A und Fahzeug B bewegen sich in Fall A mit einer Restgeschwindigkeit weiter. Im 2. Fall nicht.
Aber das spielt doch für die wirkenden Beschleunigungskräfte auf Fahrzeug und Insassen keine Rolle.
Verabschiede dich mal von dem Gedanken des ruhenden Betrachters. Setz dich in Fahrzeug A. Egal welcher Fall. Sehe dich selbst als ruhend an. Fahrzeug B wird sich mit 100km/h auf dich zu bewegen. Genauso im umgekehrten Fall, wenn du dich in Fahrzeug B setzt.
Bitte das Youtube Video "DbXVhhY_86U" ansehen. Ab Sekunde 34. Zwei gleiche Fahrzeuge, eins steht, das andere fährt.
Würde sich die Kamera jetzt mit 50% der Geschwindigkeit vom blauen Fahrzeug in die gleiche Richtung wie das blaue Fahrzeug bewegen, hätte man den Fall, dass sich beide mit der gleichen Geschwindigkeit auf einander zu bewegen.
oder z.b. hier...
http://www.xn--relativittsprinzip-ttb.info/relative-bewegung.html
Oha, so viele falsche Antworten. Da würde sich Einstein im Grab umdrehen.
Betrachtet werden muss eigentlich nur die Geschwindigkeit der Fahrzeuge relativ zueinander, die beträgt in beiden Fällen 100 km/h. Wo man jetzt den Betrachter setzt, der dir sagt welches Fahrzeug mit welcher Geschwindigkeit fährt, ist egal. Man könnte auch sagen, das eine Auto bewegt sich 100 km/h rückwärts und das andere 200 km/h vorwärts, bis es das rückwärts fahrende Auto einholt und mit 100km/h Differenz auffährt.
Ja aber einige argumentieren damit, dass das Delta der Energie mit der Geschwindigkeit stärker steigt, also 100km/h doppelt so viel Energie ist, wie zweimal 50km/h.
Das wird einfach nur missverstanden. Es ist richtig, dass zweimal 50km/h weniger ist, sind es aber hier nicht.
Beispiel: Auto fährt mit 50 km/h gegen eine Wand, danach mit 100km/h. Beim zweite Crash war die kinetische Energie mehr als doppelt so groß. Das ist aber ein ganz anderer Fall.
Kinetische Energie = 1/2 * m * v^2
Was behauptet wird:
E = 2 * 1/2 * m * (50 km/h)^2
Das ist aber falsch. Da sich die Objekte aufeinander zu bewegen, wird der Betrag der Geschwindigkeiten addiert.
E = 1/2 * m * (50 km/h + 50 km/h)^2
Denk dir die Erde und alles drum herum weg, nur noch die zwei Objekte. Jetzt fehlt die der feste Bezugspunkt. Du kannst nicht mehr sagen, wer sich mit welcher Geschwindigkeit bewegt. Die Tatsache, dass sich der Abstand der Objekte um 100 Kilometer pro Stunde verringert, bleibt. Die kin. Energie bleibt im Inertialsystem unverändert.
Denk dir 2 aufeinander zu beschleunigte Magnetspulen vor. Diese prallen nicht aufeinander so dass die Energie zu Verformungs oder Wärmeenergie umgewandelt wird sondern sie bremsen sich gegenseitig durch Induktion.
Wir brauchen zum Beschleunigen dieser dann weniger Energie als beim Abbremsen frei wird.
Wir hätten ein Kraftwerk...
Warum meinst du ist noch niemand auf die Idee gekommen?
Nein - der Betrag wird für die Energierechnung nicht addiert.
Das jeweils "andere Auto" repräsentiert "die Wand". Newton's drittes Gesetz. Funktioniert gut.
In dem spektakulären Experiment von Otto von Guericke zerrten an den Magdeburger Halbkugeln in jede Richtung acht Pferde - also insgesamt sechzehn. Die Kraft, die auf die Halbkugeln einwirkte, war aber nicht größer, als wenn eins der Gespanne durch eine stabile Mauer ersetzt worden wäre: actio gleich reactio.
Und jetzt ist der Nachhilfeunterricht in Physik und einfacher Mathematik beendet.
Ich kann nur dringend empfehlen den Beitrag von shagdalbran nicht ernst zu nehmen, und bei Zweifel einen entsprechenden Ansprechpartner mit nachweislicher Qualifikation zu suchen.
Ja, das ist wirklich einfachste Physik, da hätte uns unser Prof. schon im 1. Semester hochkant raus geworfen.
Es kann genau so das stehende Auto als bewegt, und das bewegte Auto als stehend angesehen werden, dass ist nur eine Frage des Bezugssystem. In allen Bezugssystemen bleibt die kin. Energie zwischen den beiden Fahrzeugen gleich. Warum sollte sich bei Änderung des Bezugssystems die kin. Energie ändern?
Guck mal lieber noch mal nach, hat der Prof. das Bezugsystem zur Ortsbestimmung frei gewählt oder wirklich das zur Energiebestimmung?
Du möchtest und sonst vielleicht einfach noch den Prof. nennen und deine Matrikelnummer? Die meisten Profs mögen solche Anekdoten.
Bei einem Frontalzusammenstoß von zwei Autos mit 50 km/h wird nur halb soviel Energie freigesetzt wie bei einem Aufprall auf die Mauer mit 100 km/h.
Stell dir vor, die Autos fahren beide aufeinander zu, und genau da, wo sie zusammenprallen würden, befindet sich eine Mauer dazwischen. Ob die Mauer da ist, oder nicht, ist egal.
Wenn die Autos komplett gleich sind, entscheidet wahrscheinlich auch, wie elastisch der Zusammenstoß ist, oder? Denn wenn das Auto mit 100km/h reinrast, nimmt das andere ggf. einen Teil der Energie auf und rollt nach hinten.
Ja, macht einen Unterschied, im ersteren Fall ist es so als wenn Du mit 50km/h auf eine Wand fährst, die Geschwindigkeiten addieren sich nicht. Jedes Fahrzeug so als wenn mit 50 km/h vor eine Mauer. Natürlich nur theoretisch bei gleichen Fahrzeug und exakten Zusammenstoß.
Im zweiten Fall 100 km/h, der Schaden also höher.
doch, die addieren sich, es liegt nur daran, dass wahrscheinlich!! restimpuls vorhanden bleibt, wenn du auf ein stehendes auto fährst
Damit meinst du, dass nicht die ganze Energie in die Zerstörung übergeht?
Nein, natürlich nicht! Warum auch?
Wer entscheidet denn, wie schnell die Fahrzeuge tatsächlich fahren? Ich kann beliebig viele Bezugssysteme setzten, in denen der Beobachter immer eine andere Geschwindigkeit relativ zu den Fahrzeugen hat, jedoch bleibt die Geschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen immer die gleiche.
Für mich als ruhender Beobachter, ich nenne mich einfach mal Fahrbahn, besitzt das Fahrzeug mit 100 km/h natürlich eine höhere kin. Energie, wie zwei Fahrzeuge mit 50 km/h. Aber die Differenz bleibt nach dem Crash als kin. Energie übrigt, d.h. die Fahrzeuge bewegen sich weiter (für mich als ruhender Betrachter "Fahrbahn"). Suche auf Youtube nach dem Video "DbXVhhY_86U" und gehe zu Sekunde 34.
Die Energie, die in Verformung verloren geht, bleibt die gleiche. Ebenso die auf die Insassen wirkenden Beschleunigungskräfte.
http://www.xn--relativittsprinzip-ttb.info/relative-bewegung.html
Natürlich macht es einen Unterschied.
Im ersten Fall wird sämtliche kinetische Energie in Wärme (Zerstörung) umgesetzt.
Im zweiten Fall ist die gesamte kinetische Energie vor dem Zusammenstoß doppelt so groß. Die Hälfte davon wird in Wärme umgesetzt, die andere Hälfte verbleibt in dem Fahrzeugknäuel, daß sich danach mit 50km/h weiterbewegt.
Die "Zerstörungsenergie" ist in beiden Fällen die gleiche.
Um das nochmal klarzustellen:
Der Schaden, der an beiden Fahrzeugen unmittelbar durch den Zusammenstoß entsteht, ist in beiden Fällen der gleiche.
Daß im zweiten Fall noch zusätzlicher Schaden entsteht, wenn die beiden Fahrzeuge nach dem Zusammenstoß mit 50 km/h noch weiterrutschen und möglicherweise noch woanders gegenknallen ist eine andere Geschichte. Das ist dann die andere Hälfte der ursprünglichen kinetischen Energie des einen Fahrzeuges.
Meine Meinung. Ich habe aber die Fragestellung mit Nein beantwortet, da ich mit "Unterschied" interpretiert habe, dass die auf die Insassen wirkenden Kräfte beim Aufprall gemeint sind.
Welcher Fall sich tatsächlich als schlechter herausstellt, kann man mutmaßen aber nicht beantworten. Vllt. Fährt im Fall 50:50 hinter einem Fahrzeug ein LKW, der in die beiden Wracks donnert, vllt. steht aber auch im Fall 2 das parkende Fahrzeug vor einem anderen parkenden Auto, wodurch es durch die verbleibende kin. Energie zusammengeschoben wird.
nur wenn man die impulserhaltung außer acht lässt.....