Kurz vor einem Absturz rausspringen?
Hallo, ich denke viele hatten schon als kleines Kind den Gedanken, kurz vor einem Flugzeigabsturz einfach rauszuspringen und somit zu überleben. Ich weiß, dass das nicht geht, da du die selbe Geschwindigkeit hast, wie das Flugzeug. Somit müsste man genau die selbe Kraft beim Hochspringen aufbringen, mit der man auf den Boden zurast.
Soweit alles richtig?
Nun zu meiner Frage: Du befindest dich doch in dem Körper, warum hast du dann die selbe Geschwindigkeit z.b. 300km/h wie das Flugzeug?
7 Antworten
Hallo James706,
solange Du Dich im Flugzeug selbst nicht bewegst, hast Du selbstverständlich dieselbe Geschwindigkeit v› wie dieses. Das '›' drückt aus, dass v› eine Vektorgröße (Größe mit Richtung) ist, und 'v' kommt von engl. velocity, das im Unterschied zu speed ("Tempo" ist eine adäquate Übersetzung) die Richtung mit impliziert.
Und genau die - und der Bremsweg - ist entscheidend*), denn um relativ zur Erde zum Stillstand zu kommen, muss Deine kinetische Energie Eₖ abgebaut, d.h. (in Bezug auf die Erde negative) Arbeit an Deinem Körper verrichtet werden.
Arbeit ist bekanntlich "Kraft mal Weg", wobei wir den in so kleine Stücke ds› zerlegen, dass wir auf ihnen die Kraft F› als konstant betrachten können. Dann ist auf ihnen die Arbeit durch
(1) dW = ‹F∙ds› = Fx∙dx + Fy∙dy + Fz∙dz
gegeben. Als vereinfachtes Modell kannst Du Dir vorstellen, Fx sei gleich −|F›| =: −F (wenn sich der Körper in +x- Richtung bewegt) und konstant über die gesamte Strecke Δx wie bei einem bremsenden Zug, dann ist
(2) W = ΔE = −Eₖ = −F∙Δx.
Abb. 1: v-t- Diagramm einer Zugbremsung mit Reaktionszeit. Die Fläche stellt die Strecke dar, die Steigung die Beschleunigung. Ähnlich sähe ein s-F- Diagramm aus, mit der Energie als Fläche.
Du brauchst also möglichst viel Δx, um möglichst wenig F zu haben, weil zu viel F Deinen Körper zermalmt, es sei denn, Du verfügst über einen Star Trek Trägheitsdämpfer. Schließlich wird nicht jeder Teil des Körpers gleich beschleunigt wie in einem vielleicht starken, aber nahezu homogenen Gravitationsfeld, sonst wäre das etwas anderes.
Dasselbe geschieht mit der Flugzeugkabine; der Teil, der zuerst aufkommt, wird zuerst abgestoppt, wo rohe Kräfte sinnlos walten, und die ganze Flugzeugkabine schiebt sich zusammen, und das reduziert nicht nur Deinen Bremsweg auf nahe 0, sondern auch Deinen Lebensraum.
Deine beste Chance ist es daher, das Flugzeug frühzeitig zu verlassen. Ohne Fallschirm sind Deine Chancen zwar gering, aber wenigstens bremst die Luft Deinen Körper allein viel stärker ab als das zwar viel größere, aber auch viel massereichere Flugzeug.
Abb. 2: Freier Fall und gebremster Fall. Die Geschwindigkeit, die man aufgebaut hat, muss auch wieder abgebaut werden.
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*) abgesehen von weiteren Faktoren wie Trümmerteilen oder Feuer, was beides bei Abstürzen auch häufig zum Tod der Passagiere führt, auch wenn der Absturz nahezu horizontal erfolgt wie etwa kurz nach dem Start oder kurz nach der Landung.
"‹F∙ds›" ist meine eher unkonventionelle Schreibweise für das sogenannte Skalarprodukt zwischen den Vektorgrößen F› und ds›, wobei Letzteres ein kurzer Pfeil ist, der ein Stück Weg beschreibt.
Eigentlich muss seine Länge "unendlich" kurz sein, aber Physikern genügt es, wenn der Pfeil so kurz ist, dass sich auf seiner Länge die Richtung des Weges nicht merklich ändert. Es ist ähnlich wie bei der Annäherung eines Kreises durch Polygone mit immer mehr immer kürzeren Seiten. Irgendwann lässt sich das Polygon kaum noch vom Kreis unterscheiden.
Skalarprodukt bedeutet, dass nicht etwa einfach die Beträge multipliziert werden, sondern das Ganze noch mit dem Cosinus des eingeschlossenen Winkels.
Wo die Kraft senkrecht auf dem Weg liegt (z.B. Kreisbahn), verrichtet sie keine Arbeit.
Wo die Kraft mit dem Wegabschnitt ds› einen noch größeren Winkel bildet, ist die Arbeit negativ, d.h., dem Körper wird kinetische Energie entzogen. aund genau dafür ist ein Bremsweg da.
Nun zu meiner Frage: Du befindest dich doch in dem Körper, warum hast du dann die selbe Geschwindigkeit z.b. 300km/h wie das Flugzeug?
Wenn du nicht so schnell wärst wie das Flugzeug, würdest du ja nicht mit dem Flugzeug mitkommen... und nur dadurch, dass du das Flugzeug loslässt, heißt ja nicht dass du auf 0 abbremst. Du hast ja noch Schwung. Das, was z.B. dein Skateboard in Bewegung hält, wenn du dich draufstellst, einmal anschubst und es dann rollen lässt. Das Skateboard hört nicht auf, sich zu bewegen, nur weil du aufhörst es anzuschubsen.
Somit müsste man genau die selbe Kraft beim Hochspringen aufbringen, mit der man auf den Boden zurast.
Du hast eine unzutreffende Vorstellung davon, in welche Richtung sich ein abstürzendes Flugzeug bewegt.
Ein Flugzeug fällt normalerweise nicht senkrecht vom Himmel. Wenn das mal passiert, kannst du damit rechnen, dass schon in der Luft zerbricht (oder der Zerbrechen die Absturzursache ist) und du mangels Sauerstoff in der dünnen Luft das Bewusstsein verlierst - du bekommst also gar nicht mehr mit, dass der Boden immer näher kommt.
Normalerweise bewegt sich ein Flugzeug auch vorwärts. Und zwar mit einigen hundert Stundenkilometern. Viel schneller, als es an Höhe verliert. Das heißt, wenn du kurz vor dem ersten Bodenkontakt aus dem Flugzeug springst, landest du mit 200-300 km/h vorwärts auf dem Boden. Wie, als würdest du auf der Autobahn aus dem Porsche springen. Nur, dass du beim Flugzeugabsturz wahrscheinlich gleich einen Baum, ein Haus oder eine Felswand triffst und nicht erst noch 300m über Asphalt rutschst.
Für deine Idee müsstest du also nicht nur schnell genug nach oben springen, sondern auch mit einigen hundert Stundenkilometern rückwärts.
Wenn du aus einem abstürzenden Flugzeug springst, hat dein Körper eine (tödliche) Geschwindigkeit, bei der ein Aufschlag nicht überlebt werden kann. Das Problem ist das Abbremsen der Körpermasse in kürzester Zeit, ohne Knautschzonen, wodurch der Körper als Ganzes möglicherweise zusammen bleibt, aber die frei beweglichen Organe im Inneren abreißen. Da bleibe ich lieber in einer Zelle, die zumindest die tödliche Aufschlaggeschwindigkeit etwas verzögert, in dem sie sich verformt. Das kann den Unterschied machen zwischen Tod beim Aufschlag und Überleben.
Eine senkrechte Aufschlaggeschwindigkeit oberhalb von 50m/s kann nicht überlebt werden.
Weil der Körper und alles, was da drin ist, sich gleichschnell Bewegen. Auch, wenn du das nicht merkst, bewegst du dich ja von der Erde aus gesehen ziemlich schnell.
Du bewegst dich ja auch vorwärts, wenn du im Flugzeug sitzt, obwohl du das nicht merkst.
Die Erdanziehung und die erreichte Geschwindigkeit kann nicht überwindet werden, in dem man kurz vor dem Aufprall raus springt. Es muss eine Gegenkraft erbracht werden die größer oder gleich ist. Mit einem Fallschirm z.B., hat man den nicht dann ist man nach dem Aufprall Brei.
Mit einem Raketen 🚀 Rucksack hättest du vielleicht noch eine Chance.
Der Artikel ist interessant und klärt dich nebenbei auf:
Danke,
Genau auf solch eine Antwort habe ich gehofft, auch wenn die Gleichungen mein derzeitiges Lernstadium größtenteils noch überschreiten.