suche was über die Physik eines Sicherheitsgurtes in einem Auto?

3 Antworten

Einige Stichpunkte, die dir vielleicht weiterhelfen.

Leitfrage: "Warum wurden Gurte eingeführt und warum gibt es eine Anschnallpflicht"

Die Antwort ist einfach: um schwere und tödliche Verletzungen bei Unfällen zu verhindern.

Wodurch werden schwere Verletzungen veruracht?
Der menschliche Körper hält nur ein gewisses Maß an Kräften und Drücken aus ohne schaden zu nehmen.

Genau hier setzt die Physik des Sicherheitsgurtes an.

a) Betrachtung der Kräfte

Bei einem Verkehrsunfall treten enorm starke Verzögerungen auf. Die Kräfte, die dabei auf den Menschen wirken berechnen sich nach dem Grundgesetz der Mechanik F = m * a

An m kann man nichts ändern, der Mensch ist nun mal so schwer, wie er ist. Bei einem Unfall schnell noch die Masse zu verringern, also abzunehmen, klappt nicht. Also kann man nur die auftretende Beschleunigung verringern.

Ohne Sicherheitgurt würden die Insassen bei einem Frontalaufprall nach vorne geschleudert und aufs Lenkrad oder Armaturenbrett knallen. Dort würden sie schlagartig abgebremst werden. Schlagartig abgebremst bedeutet, es tritt eine hohe Verzögerung a auf. Und diese führt zu hohen Kräften und damit zu schweren Verletzungen. Die erste Maßnahme, um a zu verringern, sind Knautschzonen. Die zweite Maßnahme, um a zu verringern, ist der Sicherheitsgurt. Im Moment eines Unfalles blockiert dieser. Die Blockiereinrichtung greift dann, wenn ein gewisses Maß an a überschritten wird. Das merkt man auch daran, dass der Sicherheitsgurt schon blockiert, wenn man ihn schnell herausziehen will.

Wenn das Auto durch einen Aufprall schlagartig zum Stehen kommt, versucht aber der menschliche Körper gemäß des ersten Newtonschen Axioms seine Bewegung beizubehalten und wird nach vorne geschleudert. Dies verhindert der Sicherheitgrut, indem er eine Kraft erzeugt, die den Körper abbremst. Um diese Kraft nicht zu hoch werden zu lassen, ist der Sicherheitsgurt dehnbar. Das heißt, es ist ein gewisser "Bremsweg" eingebaut.

Die auftretende Kraft ist von diesem Bremsweg abhängig:
Aus ∆v = a * t folgt:
a = ∆v / t
∆v entspricht dabei der Geschwindigkeit beim Aufprall, da man anschließend zum Stehen kommt. Durch die Dehnung des Sicherheitsgurtes wird aber die Zeit t des Abbremsvorganges verlängert und damit vermindert sich a und über F = m * a auch die auftretenden Bremskraft.

b) Drücke
Was den Körper auch beschädigen kann, sind zu hohe Drücke. Der Druck berechnet sich zu p = F / A.

Es kommt also nicht nur darauf an, die auftretenden Kräfte zu reduzieren, sondern auch die Auftretenden Drücke. Aus obiger Formel ergibt sich, dass der Druck umso geringer ist, je größer die Fläche ist, auf die die auftretende Bremskraft verteilt wird. Deshalb besteht der Sicherheitsgurt nicht aus einer dünnen Schnur, sondern aus einem breiten Gurt. Zusätzlich ist der Gurt so konstruiert, dass er über dem ganzen Körper schräg rüber anliegt. Dadurch wird eine größtmöhliche Fläche erzielt, auf die die Kraft verteilt wird.

Das klappt aber dann nicht, wenn der Sicherheitsgurt nicht korrekt anliegt, sondern z.B. nur auf den Hald wirk. Dann wird die wirksame Fläche sehr klein, der Druck am Hals sehr hoch und das kann auch zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen.

Bei Rennwagen werden aus diesem Grund auch nicht die klasssichen Dreipunktgurte verwendet, sondern Hosenträgergurte zusammen mit einem Bauchgurt. Durch diese Konstruktion wird die Fläche des Gurtes auf dem Körper deutlich vergrößert und damit auch der Druck, der auf einzelne Körperstellen wirkt. Die Verletzungsgefahr sinkt.

Der Satz aus Wikipedia ist nicht wirklich schwer zu verstehen. Manchmal hilft zweimal oder dreimal lesen.

  • Ein Sicherheitsgurt ist ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und anderen Verkehrsmitteln. Die Fahrzeuginsassen werden dabei im Falle von durch Unfallsituationen hervorgerufenen Fahrzeugverzögerungen von stabilen, mit der Karosserie verbundenen Gurten gehalten und können somit nicht durch das Fahrzeug oder gar aus diesem hinaus geschleudert werden.

https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitsgurt

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