Physikalische Kletter – Grundlagen Teil 1
So, nachdem ich hier nur immer im Hintergrund meine Arbeit leiste, möchte ich hier auch mein Wissen etwas präsentieren. Als ehemaliger Teilnehmer eines Physik Leistungskurses findet sich hierfür auch schnell ein Thema: Der Freie Fall eines Menschen
Die hier aufgestellten Werte sind interessant zu wissen und können zur Abschätzung möglicher Gefahren dienen. Ich hoffe das sich bei dem einen oder anderen auch ein "Aha – Effekt" einstellt, so dass man hier auch noch etwas lernen kann. Vor allem für Kletterer können interessante Informationen dabei sein.
Die Erdbeschleunigung ist in Deutschland auf g = 9,81 m/s^2 genormt. 9,1 Meter in der Sekunde pro Sekunde, deshalb Sekunde ins Quadrat. Die Beschleunigung ergibt sich aus der Erdanziehung. Der Wert variiert je nach Abstand zu den Polkappen (Pol = höherer Wert) und zum Äquator (kleinerer Wert) um die erste Kommastelle. Zudem ist sie in 6000m Höhe kleiner als auf Meereshöhe, aber nur sehr marginal. 9,81 m/s sind in etwa 35 km/h.
Ein Mensch beschleunigt also im freien Fall jede Sekunde um 35 km/h.
Nach 3 Sekunden sind wir bei 105 km/h, da kann so mancher Ferarri nicht mithalten! Apropos Autos: Im Straßenverkehr sagt man allgemein, dass ein Frontalaufprall ab 30 km/h tödlich enden kann.
Demnach kann ein freier Fall ab einer Sekunde tödlich enden.
Hmm na toll. Aber wie tief muss ich denn dabei fallen? Die folgende Formel lässt uns dies ausrechnen:
s(t) = 0,5 * 9,81 * t^2
Folglich lautet das Ergebnis für t = 1 genau 4,90 m. In 2 Sekunden fallen wir schon satte 19,6m. 3 Sekunden machen 44m Stürze.
Umgerechnet kann ein Sturz ab 4,90 Meter tödliche Folgen haben.
Naja, man kann bei geringerer Höhe schon Pech haben, aber ich denke ab dieser Höhe wird es sogar gefährlich, wenn man auf den Beinen aufkommt. Durch eine simple mathematische Umformung und der Berechnung einer Wurzel kann von der Höhe auf die Fallzeit geschlossen werden.
Der typische 2 Meter – Sturz in der Kletterhalle dauert also gerade mal 0,63 s oder 630 Millisekunden.
Erst wenn man tiefere Stürze betrachtet werden, spielt der Reibungswiderstand durch die Luft eine Rolle. Durch sie beschleunigt ein Körper nicht bis ins Unendliche. Nebenbei: Ein Körper im freien Fall in einem Vakuum beschleunigt bis ins Unendliche. Naja bis zur Lichtgeschwindigkeit von 300.000 km PRO Sekunde.
Und ja, ich kann manche Menschen beruhigen:
Das Körpergewicht spielt keinen Rolle bei einem freien Fall.
Es sei denn man hat Planeten – hafte Ausmaße. Dafür aber umso wichtiger bei einem abrupten Abfangen durch ein Seil.
Interessant sind auch Werte zu einem freien Fall aus einem Flugzeug (Skydiving). Die berühmte Fallschirmspringer – Position (Arme hoch, Beine angewinkelt) erreicht eine maximale Geschwindigkeit von ca. 200 km/h.
Die Maximalgeschwindigkeit eines Menschen von 200 km/h ist nach 7 Sekunden oder ca. 250 Metern erreicht.
Einzelne Skydiver erreichen mit speziellen Helmen und kopfüber bis zu 500 km/h.
Das sollte reichen für den Teil 1. Thema des nächsten Teils: Was zum Teufel bedeutet dieses "22kN" auf Karabinern, Expressen und Bandschlingen? Und welche Kräfte treten bei Stürzen in ein Seil auf?
Also versäumt auch nicht den nächsten Teil.
