Krafteinwirkung auf die Passagiere

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

In Essen ist eine Strassenbahn auf an einer Haltestelle stehende Züge aufgefahren. Aus dem Unfallbericht der Feuerwehr: „Einer dieser Züge wiegt etwa 40 Tonnen, […] Entsprechend heftig war die Krafteinwirkung auf die Fahrgäste“.

Nun ist die Strassenbahn aber nicht mit den Passagieren kollidiert, diese saßen vielmehr lediglich in den betroffenen Fahrzeugen. Ich behaupte daher, dass die Tonnage der Fahrzeuge für die Wirkung auf die Fahrgäste schnurzpiepe war, dass diese lediglich durch Aufprallgeschwindigkeit und Eigenmasse der Fahrgäste bestimmt war. Wenn ich hochspringe und wieder auf die Erde zurückfalle, werde ich schließlich auch nicht verdampft, obwohl ich dabei mit einem relativ schweren Körper zusammenpralle…

Oder mache ich da einen Denkfehler?

Gruß

#2

…machst Du : erstens sind die Passagiere mit den Fahrzeugen gewißermaßen „fest“ verbunden (sitzen), zählen also zur Masse des Körpers (Zug), an den etwa die Hälfte der Kollisionsenergie weitergegeben wird; und zweitens errechnet sich die Aufprallenergie aus Masse x Geschwindigkeitsquadrat…

#3

Hi,

Oder mache ich da einen Denkfehler?

Der Stoß, mit dem ein vierzig Tonnen schweres Fahrzeug auf ein anderes kracht, ist viel stärker, als wenn z. B. ein PKW dagegen fährt. Daher werden die Leute heftiger durch die Gegend gewürfelt.

Gruß S (kein Physiker)

#4

…machst Du : erstens sind die Passagiere mit den Fahrzeugen
gewißermaßen „fest“ verbunden (sitzen),

Also ich bin in der Strassenbahn üblicherweise nicht angeschnallt. Aber selbst wenn… Natürlich ist die Verformungsenergie bei einem Aufprall z. B. zweier 40-Tonner deutlich höher, als beim Aufprall zweier 10-Tonner.

Aber solange ich nicht unmittelbar von der Deformation betroffen bin, ist die Wirkung auf mich doch nur die, dass ich sehr plötzlich von einer bestimmten Geschwindigkeit auf Null abgebremst werde (oder im gleichen Maße beschleunigt, wenn ich im angestossenen Fahrzeug sitze).

Daher sollte es mir doch sehr egal sein, wie schwer die Fahrzeuge sind. Selbst wenn zwei Schlachtschiffe mit gleicher Geschwindigkeit frontal aufeinanderprallten, dürfte der Matrose auf Achterdeck nicht übler durch die Kabine purzeln, als der Strassenbahnpassagier durchs Abteil.

Gruß

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#5

Der Stoß, mit dem ein vierzig Tonnen schweres Fahrzeug auf ein
anderes kracht, ist viel stärker, als wenn z. B. ein PKW
dagegen fährt. Daher werden die Leute heftiger durch die
Gegend gewürfelt.

Ich weiss nicht. Ich werd’ von einer Geschwindigkeit x auf Null abgebremst (oder umgekehrt beschleunigt). Ich kann mir nicht vorstellen, dass ich dabei in der Strassenbahn ein höheres Verletzungsrisiko trage, als wenn ich mit gleicher Geschwindigkeit frontal gegen eine Wand renne… (ich kann sehr schnell rennen:wink:

Gruß

#6

Hi herrmann,

In Essen ist eine Strassenbahn auf an einer Haltestelle
stehende Züge aufgefahren. Aus dem Unfallbericht der
Feuerwehr: „Einer dieser Züge wiegt etwa 40 Tonnen, […]
Entsprechend heftig war die Krafteinwirkung auf die Fahr
gäste“ .

weder von der Feuerwehr noch von der Presse kannst du fundierte Statements erwarten. Zwar könnte man erwarten, dass gerade die Presse jemanden an der Hand hat, der sich mit sowas auskennt, aber auch die renomierte Presse spart sich das und berichtet lieber mal unfassbaren Unsinn.

Von der Feuerwehr erwarte ich in diesem Fall aus Erfahrung mehr Gefühl für die Physik, aber wer weiß, was die Presse dazugedichtet hat.

Nun ist die Strassenbahn aber nicht mit den Passagieren
kollidiert, diese saßen vielmehr lediglich in den betroffenen
Fahrzeugen. Ich behaupte daher, dass die Tonnage der Fahrzeuge
für die Wirkung auf die Fahrgäste schnurzpiepe war, dass diese
lediglich durch Aufprallgeschwindigkeit und Eigenmasse der
Fahrgäste bestimmt war. Wenn ich hochspringe und wieder auf
die Erde zurückfalle, werde ich schließlich auch nicht
verdampft, obwohl ich dabei mit einem relativ schweren Körper
zusammenpralle…

Für die Passagiere entscheidend ist nur die Verzögerung, also negative Beschleunigung. Bei gegebener Geschwindigkeit also der „Bremsweg“. Wenn man diese als gleichmäßig ansieht, gilt v = a t und s = 1/2 a t². Mit diesen Formeln lassen sich 90% aller ähnlich gelagerter Fragen beantworten.

Es ist also völlig egal, wie schwer die Bahnen sind, entscheidend ist das Verhältnis von Masse und „Elastizität“ der Bahn, bzw. der zusammengeschobenen Waggons. Die Fahrgäste in den Waggons der „Knautschzone“ leiden natürlich für die weich abgefederten in den hinteren Waggons.

Somit sind auch die vorigen Antworten wenig hilfreich. Ein Wort noch zu den Passagieren: diese verzögern den Bremsvorgang nur unwesentlich, also bis zur Rückenlehne oder zum Vordersitz. Einige wenige fliegen evtll. einige Meter, aber in Summe tragen sie nur zur Gesamtmasse bei, die wie gesagt ziemlich egal ist.

Gruß, Zoelomat

#7

Ich dachte auch mehr an die Passagiere in den stehenden Wagen, auf die die Straßenbahn aufgefahren ist und für die sehr wohl die weitergegebene Aufprallenergie von Belang ist (siehe etwa Peitschenschlagsyndrom)…

#8

Die beiden Fahrzeuge verhalten sich entsprechend ihrem Gewicht und ihrer Geschwindigkeit.

Davon abhängig ist, welche Beschleunigungskräfte auf das jeweils andere Fahrzeug übertragen und von diesem dann an die Insaßen weiter gegeben werden.

Beim fahrenden Zug, wie sehr er beim Aufprall gebremst, beim stehenden, wie stark er beschleunigt wird.

Die Aussage ist korrekt.

mfg

#9

Die Fahrgäste in den Waggons der „Knautschzone“ leiden natürlich
für die weich abgefederten in den hinteren Waggons.

Ich kann mir vorstellen, dass die Knautschzone bei einem typischen Strassenbahnzusammenprall mit geschätzt etwa 40 kmh knapp vor den Knieen des Fahrers endet. Tonnage hin oder her.

Danke für Deinen Beitrag, ich liege also offenbar nicht völlig nebst der Kapp.

Gruß

#10

Ich kann mir vorstellen, dass die Knautschzone bei einem
typischen Strassenbahnzusammenprall mit geschätzt etwa 40 kmh
knapp vor den Knieen des Fahrers endet. Tonnage hin oder her.

Dann schau dir mal ein Auto an, das mit 40 km/h vor eine Mauer knallt. oder, was dasselbe es, in den Gegenverkehr (mit gleichem Tempo) knallt.

Nimm einen stehenden LKW, einen dahinter stehenden PKW und einen weiteren LKW, der mit 80 km/h ins Stauende kracht. Der PKW sieht nachher aus wie außer Schrottpresse.

Zusammenfassend ist also das Gewicht des Zuges keineswegs egal, nur die Belastung der Passagiere hängt von der Verzögerung ab, und nicht von der Masse. Ein schwerer Zug enthält nun mal mehr Bewegungsenergie, und erzeugt somit mehr Verformungsenergie.

Nur: je schwerer der Zug, desto länger dauert die Verformung, was den Passagieren entgegenkomt, denn die Beschleunigungsspitzen sind entscheidend, nicht die Dauer.

#11

Du hast recht:

Das entscheidende ist die negative Beschleunigung der Passagiere.

Diese ist allerdings vor allem von 2 Dingen abhängig: Von der Geschwindigkeit und vom Gewichtsverhältnis der beiden Fahrzeuge. Fährt ein 40t Waggon auf einen 400t Güterzug ist die negative Beschleunigung deutlich höher als wenn der 40t Waggon auf einen 4 kg Papierstapel auffährt.

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#12

Das entscheidende ist die negative Beschleunigung der
Passagiere.

Diese ist allerdings vor allem von 2 Dingen abhängig: Von der
Geschwindigkeit und vom Gewichtsverhältnis der beiden
Fahrzeuge. Fährt ein 40t Waggon auf einen 400t Güterzug ist
die negative Beschleunigung deutlich höher als wenn der 40t
Waggon auf einen 4 kg Papierstapel auffährt.

Deshalb habe ich ja in meinen Beispielen genau darauf Wert gelegt. Auto mit 40 gegen Wand oder in Gegenverkehr mit ebenfalls 40 oder LKW mit 80 gegen ruhenden LKW - mit dem zu vernachlässigendem PKW dazwischen.

Denke mal, dass der Fragesteller das schon auf’m Zettel hatte.