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Beschleunigungsstrecke


Physik


Basiswissen


Die Strecke, zum Beispiel in Metern angegeben, über die hinweg ein Gegenstand schneller gemacht wird, nennt man die Beschleunigungsstrecke. Das ist hier mit einer Formel und Beispielen vorgestellt.

Die Länge s einer Beschleunigungsstrecke berechnen


s=½at² ist die Formel zur Berechnung der Länge s einer Beschleunigungsstrecke, wenn ein Gegenstand mit einer gleichmäßigen Beschleunigung a über eine Zeit t hinweg aus dem Stand heraus beschleunig wird. Eine Übersicht zu weiteren Formeln steht im Artikel über die gleichmäßig beschleunigte Bewegung ↗

Beispiel Katapultstart


Der Kampfjet Hornet kann mit Hilfe von einem Katapult von einem Flugzeugträger aus gestartet werden. Das Flugzeug wird dann über eine Beschleunigungsstrecke von s = 94 Metern in etwa 2 Sekunden von 0 auf gut 300 Kilometer pro Stunde beschleunigt. Der Wert der Beschleunigung a erreicht dabei kurzzeitig 30 bis 35 m/s². Siehe auch McDonnell Douglas F-18 Hornet ↗

Beispiel ICE


Typische ICE-Züge beschleunigen mit etwa einem Wert von a von 0,5 m/s². Das heißt, dass sie in jeder Sekunde um etwa 0,5 Meter pro Sekunde schneller werden. Um auf eine Endgeschwindigkeit von 300 km/h oder rund 83 m/s zu kommen, müssen sie gut 166 Sekunden lang beschleunigen. In dieser Zeit legen sie dann rein rechnerisch eine Strecke von fast 7 Kilometern zurück. Siehe als Beispiel den Zug vom Typ ICE 3 ↗

Elektronenkanone


Eine Elektronenkanone beschleunigt Elektronen aus dem Ruhezustand heraus auf eine gewünscht Endgeschwindigkeit mit einer gewünschten Richtung. Bei einer Beschleunigungsspannung von 500 Volt erreicht man über eine Beschleunigungsstrecke von 5 Zentimetern eine Endgeschwindigkeit der Elektronen von 1,326 mal 10 hoch 7 Meter pro Sekunde oder rund 13 Millionen Metern pro Sekunde. Das sind immerhin rund 4,3 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Siehe auch Elektronenkanone ↗

Railguns


In den USA lief bis Ende 2021 ein Projekt zum Bau und Test einer elektromagnetischen Kanone, einer sogenannten Railgun. Die Mündungsgeschwindigkeiten lagen mit über 2500 Metern pro Sekunde deutlich über denen konventioneller Geschütze (etwa 1000 m/s). Da aber in kurzer Zeit sehr hohe Strömen fließen mussten, stellte der elektrische Verschleiß bisher unüberwindbare Probleme (Kosten) dar. Die Beschleunigungsstrecke der Kanonenen entsprach dabei der Rohrlänge von etwa 10 Metern[1]. Siehe auch Railgun ↗

Fußnoten