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Bremsbeschleunigung berechnen – Anleitung

  • by Anatoli Bauer
Bremsbeschleunigung berechnen - Anleitung

Von der Bremsbeschleunigung hat bestimmt jeder schon einmal gehört, der im Physikunterricht in der Oberstufe ein wenig aufgepasst hat. In der Mechanik, ein Teilgebiet der allgemeinen Physik, wird darüber gesprochen. Doch was genau ist die Bremsbeschleunigung eigentlich? Bei der Bremsbeschleunigung handelt es sich um eine Beschleunigung, die entgegen der momentanen Bewegung eines Körpers wirkt. Sie bremst den Körper also ab, da sie entgegen seiner Bewegungsrichtung wirkt. Deshalb kann man sie auch als negative Beschleunigung bezeichnen, wodurch auch der Begriff Bremsbeschleunigung zustande kommt. Aufgrund dessen ist das Ergebnis auch immer negativ. Die Bremsbeschleunigung wird in der Physik auch als Bremsverzögerung bezeichnet.

Wie wird die Bremsbeschleunigung berechnet?

Vorab sollte erklärt werden, wofür die Variablen „a“, „s“, „t“ und „v“ stehen. Die Variable „a“ (lat. accelerare) steht für die Beschleunigung in m/s², „s“ steht für die zurückgelegte Strecke in Metern, „t“ (lat. tempus) steht für die Zeit in Sekunden und „v“ (lat. velocitas) steht für die Geschwindigkeit in km/h. VEnde gibt die Geschwindigkeit an auf die abgebremst werden soll an. VAnfang gibt die Geschwindigkeit an, mit der sich das Objekt zu Anfang bewegt. Achtung, die Geschwindigkeit geben wir typischerweise in km/h an. Da diese aber nicht zu den SI-Einheiten der Physik gehört, muss sie in Meter pro Sekunde (m/s) umgerechnet werden. Dafür wird die Geschwindigkeit in km/h einfach durch 3,6 geteilt und man erhält die Geschwindigkeit in m/s.
Die SI-Einheiten sind ein international anerkanntes System mit dem Maßeinheiten in der Physik angegeben werden.

Um die Bremsbeschleunigen (Bremsverzögerung) zu berechnen, wird folgende Formel benötigt: 2 * a * s = v²Ende – v²Anfang

Beispielsweise soll berechnet werden, wie lange es dauert, bis ein Pkw von einer Geschwindigkeit von 65 km/h auf 10 km/h gebremst werden kann. Der Bremsweg beträgt 30 Meter.
Da die 65 km/h die Anfangsgeschwindigkeit und die 10 km/h die Endgeschwindigkeit sind, werden die Werte jeweils für v²EndeAnfang eingesetzt. Dabei sollte nicht vergessen werden, dass km/h in m/s umgerechnet werden müssen. Also:

65 km/h / 3,6 = 18 m/s
10 km/h / 3,6 = 2,8 m/s
Jetzt wird die Formel nach „a“ umgestellt:
a = v²Ende – v²Anfang / 2 * s
Nun können alle Werte in die Formel eingesetzt werden. Wichtig ist, dass für s der Bremsweg von 30 Metern eingesetzt wird.
a = (18 m/s)² – (2,8 m/s)² / 2 * 30 m
a = – 5,3 m/s²

Die Bremsbeschleunigung beträgt also -5,3 m/s². Da sie wie gesagt als negative Beschleunigung betrachtet wird gilt a<0 und deshalb ist das Ergebnis immer negativ.

Wie wird die Bremsdauer berechnet?

Die Bremsdauer kann sehr einfach berechnet werden, nachdem die Bremsverzögerung berechnet wurde. Um die Bremsdauer zu berechnen, wird folgende Formel angewendet: vEnde = v0Anfang + a * t
Die Formel muss anschließend nach t umgestellt werden. Danach werden die entsprechenden Werte eingesetzt.

t = vEnde – v0Anfang / a
t = (18 – 2,8) m/s / 5,3 m/s²
Achtung, durch Kürzen bleibt noch das „s“ hinter 5,3 stehen und das Ergebnis lautet 2,9 Sekunden.

In der Realität spielen Faktoren wie die Bremsleistung und die Oberflächenbeschaffenheit zusätzlich eine Rolle. Ein neuer kleiner Pkw weist nämlich eine deutlich stärke Bremsleistung auf als ein alter Lkw. Die Oberflächenbeschaffenheit ist insofern relevant, da Straßen mit Glatteis, Wasser oder Schotter bedeckt sein und den Bremsweg daher verlängern können.

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