Aufgabe 2.3
Profil eines Fallschirmsprungs
Ein Fallschirmspringer springt aus 3000 m Höhe ab und öffnet nach 40 s seinen Schirm.
a) Skizziere qualitativ das Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm des Sprungs bis zur Landung. Benenne die einzelnen Phasen und beschreibe die Bewegung.
Denke an die Kräfte: Gewichtskraft und Luftwiderstand.
Phasen: Beschleunigen, Endgeschwindigkeit, Öffnen des Schirms, Sinken.
1 Absprung: v = 0, Beschleunigung g. 2 Beschleunigungsphase: v steigt, die Kurve wird flacher, weil der Luftwiderstand wächst. 3 Endgeschwindigkeit (≈ 46 m/s): Luftwiderstand = Gewichtskraft, gleichförmige Bewegung. 4 Öffnen des Schirms: Der Luftwiderstand ist viel größer als die Gewichtskraft – starke Verzögerung. 5 Sinkphase mit ≈ 5 m/s bis zur Landung.
b) Skizziere das zugehörige Höhen-Zeit-Diagramm.
Die Steigung im h(t)-Diagramm ist die Geschwindigkeit.
Anfangs parabelförmig (wie freier Fall), dann eine steil fallende Gerade (konstante Endgeschwindigkeit), nach dem Öffnen des Schirms ein Knick in eine flach fallende Gerade (≈ 5 m/s) bis h = 0.