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Autos prallen aufeinander
 
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Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 21. Apr 2006 10:13    Titel: Autos prallen aufeinander Antworten mit Zitat

Wir haben bei uns in der Firma heut früh eine interessante Diskussion geführt:
2 Autos fahren frontal zusammen, beide mit 50 km/h unterwegs.
Die meisten meinen dann: 'das ist wie mit Tempo 100 gegen eine Betonwand'
Und lassen sich aber auch nicht von diese Meinung abbringen.
Ein paar von uns meinen, dass ist für beide wie mit 50 gegen eine Betonwand.

Was sagt ihr dazu?
Neko



Anmeldungsdatum: 04.07.2004
Beiträge: 526
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Beitrag Neko Verfasst am: 21. Apr 2006 11:02    Titel: Antworten mit Zitat

Am leichtesten kannst du dir es vor Augen führen, wenn du das ganze energetisch betrachtest. Beide Autos haben zu Beginn eine kinetische Energie. Das Ergebnis nach dem Aufprall sind zwei stehende Schrott-Autos. Die kinetische Energie ist also in Verformungs-Energie übergegangen (und Wärme, die wir jetzt aber mal vernachlässigen). Du kannst dir die ganze Verformungsenergie ausrechnen, wenn du die kinetische Energieen der beiden Autos zusammenzählst (gleiche Geschwindigkeiten v=50km/h, gleiche Massen der Autos vorrausgesetzt):



mit Tempo 100 (das wären dann 2v) gegen die Betonwand wäre



Ein Aufprall mit 100 km/h eines Autos auf eine Betonwand setzt also doppelt soviel Verfomungsenergie frei, wie der frontale Zusammenstoß zweier Autos mit jeweils 50km/h. Der Grund ist, weil die Geschwindigkeit quadratisch in die Energie mit eingeht.

Der letztere Fall, also dass beide Autos gleichzeitig mit 50km/h gegen eine Betonwand fahren, würde vom umgewandelten Energiebetrag her am ehesten einem frontalen Zusammenstoß beider mit gleicher Geschwindikeit entsprechen, eben weil du hier wieder einfach die kinetischen Energien addieren musst.

_________________
Prefect:"ich habe dich von der Erde gerettet"
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"Och,...die wurde zerstört"
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"Ja, sie ist einfach ins Weltall verdunstet"
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dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 21. Apr 2006 12:00    Titel: Antworten mit Zitat

Mit Nekos Rechnung bin ich einverstanden.

Bei einem frontalen Zusammenstoß zweier gleicher Autos ist also die Verformungsenergie pro Auto gerade gleich



Die Energie, die freigesetzt wird, ist also für jedes Auto genausoviel wie bei einem Aufprall auf eine Mauer mit 50 km/h.

------------------------------

Das sieht man auch durch Überlegen: Sind beide Autos gleich schnell, gleich schwer, und treffen sie sich voll frontal (und haben sie gleich elastische Knautschzonen),

dann sorgt jedes Auto dafür, dass das andere dort nicht weiter kann, wo ihre Frontpartien zusammenstoßen. Es bildet also an dieser Stelle eine Wand für das andere Auto.

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Das mit den 100 km/h ist ein anderes Szenario:

Wenn ein sehr leichtes Auto und ein sehr schwerer Lastwagen mit je 50 km/h zusammenstoßen, dann ist das Resultat direkt nach dem Zusammenstoß nicht zwei Fahrzeuge bei 0 km/h, sondern ein Lastwagen mit immer noch 50 km/h, der das verbeulte Auto vor sich herschiebt.

Dann ist das für das Auto tatsächlich so, als ob es mit 100 km/h gegen eine Wand fährt. Der Lastwagen wird zwar auch von dem Ruck beim Zusammenstoß verbeult (Die Stärke des Verbeulens ist Abhängig von den Knautschzonen des Lastwagens und des Autos), aber er wird dabei kaum gebremst.

----------------------------------

Fazit: beide Antworten sind richtig, es kommt darauf an, ob beide Autos gleich schwer sind (Das ist für beide Autos wie ein Aufprall auf eine Wand mit 50 km/h) oder ob eines viel schwerer ist als das andere (Das ist für das viel leichtere Auto wie ein Aufprall auf eine Wand mit 100 km/h).
Dieter5858
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.08.2004
Beiträge: 696
Wohnort: Hamburg

Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 21. Apr 2006 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

Hiho Leute...

Ich möcht auch mal was sagen.

Ich glaub das nicht das wenn sich 2 Autos mit jeweils 50 km/h treffen das das "nur" so schlimm ist wie mit 50 gegen ne Wand zu fahren.

Ich kann mich noch erinnern das ich das damals unseren Physiklehrer gefragt hab und der meinte das wäre so wie mit 100 gegen ne Wand...
Naja er war zwar nicht der absolut beste Prof aber eigentlich würd ich ihm glauben.

Ich bin ja ein Fan der Klasischen Physik.
Wenn sich 2 Lichtstrahlen treffen und "nur" eine Energie von einmal Lichtgeschwindigkeit haben geht auch nicht in mein Kopf rein.

Egal ich meine das es ein Aufprall gibt bei dem die Energie freigesetzt wird wie bei einem Auto mit 100 gegen ne Wand.
Wie der Schaden dabei aufgeteilt wird,
das hängt natürlich von Form etc der Autos ab,
sind beide gleicher Bauart würd ich sagen das die Schäden an beiden Autos größer
sind als wenn eins mit 50 gegen eine Wand donnern.


Die Formeln konnten mich nicht überzeugen...
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 22. Apr 2006 00:30    Titel: Antworten mit Zitat

Dieter5858 hat Folgendes geschrieben:

Egal ich meine das es ein Aufprall gibt bei dem die Energie freigesetzt wird wie bei einem Auto mit 100 gegen ne Wand.
...
sind beide gleicher Bauart würd ich sagen das die Schäden an beiden Autos größer
sind als wenn eins mit 50 gegen eine Wand donnern.

Die Formeln konnten mich nicht überzeugen...


Hallo Dieter,

Die beiden Autos hatten ja vor dem Crash zusammen, auf das ruhende Bezugssystem bezogen, in dem sie nach dem Crash sind, die kinetische Energie

2 * (1/2) * m*v^2 mit v= 50 km/h

Soweit noch einverstanden?

Mehr als diese Energie kann beim Crash doch gar nicht freigesetzt werden, oder?

Die Verformungsenergie, die einem Aufprall mit 100 km/h entspricht, ist doppelt so groß. Wo nimmst du die fehlende Energie her?
Dieter5858
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.08.2004
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Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 22. Apr 2006 08:32    Titel: Antworten mit Zitat

Aaaaa
ich sehe jetzt so halbwegs wie ihr an die Sache rangeht.

Aber
In dem Moment in dem sich die Beiden Autos treffen, prallen doch 2 Gegenstände mit der Gesamtgeschwindigkeit von 100km/h aufeinander.

Ist es nicht etwas heikel bei dem Beispiel ein ruhendes Bezugssystem zu benutzen?

Ich meine, das würde ja bedeuten das sich beim Aufprall eine ruhende Wand genauso verhält wie ein anderes Fahrzeug das sogar noch entgegenkommt und dementsprechend Energie ins System mit einbringt.

Und das andere Auto steht ja im Moment des Aufpralles sofort still sondern bohrt sich auch noch ins andere Auto hinein, was eine stehende Wand nicht tut.
dermarkus
Administrator


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Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 22. Apr 2006 11:09    Titel: Antworten mit Zitat

Dieter5858 hat Folgendes geschrieben:

Aber
In dem Moment in dem sich die Beiden Autos treffen, prallen doch 2 Gegenstände mit der Gesamtgeschwindigkeit von 100km/h aufeinander.

Stimmt, die Relativgeschwindigkeit der beiden gleichen Stoßpartner ist 100 km/h. Aber jeder wird ja nur um 50 km/h abgebremst. Also wird pro Auto nur die kinetische Energie frei, die seinen 50 km/h entspricht.

(Bei dem Beispiel Auto und Lastwagen, das ich oben beschrieben habe, erfährt das Auto dagegen tatsächlich eine Geschwindigkeitsänderung von 100 km/h. Und beim Stoß wird viermal so viel Energie in Verformungsenergie umgesetzt, wie das Auto vorher hatte. Die nötige Energie dafür kommt da natürlich aus der kinetischen Energie des Lastwagens (der ja eine viel größere Masse und daher auch massig viel kinetische Energie hat)).

Dieter5858 hat Folgendes geschrieben:

Ich meine, das würde ja bedeuten das sich beim Aufprall eine ruhende Wand genauso verhält wie ein anderes Fahrzeug das sogar noch entgegenkommt und dementsprechend Energie ins System mit einbringt.

Naja, bei einem Zusammenstoß der beiden Autos braucht man ja auch zweimal die Energie, um beide Autos zu verformen. Die Wand wird nicht verbeult wie ein Auto, die ist fest und sehr massiv.
Dieter5858
Moderator


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Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 22. Apr 2006 14:34    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Naja, bei einem Zusammenstoß der beiden Autos braucht man ja auch zweimal die Energie, um beide Autos zu verformen. Die Wand wird nicht verbeult wie ein Auto, die ist fest und sehr massiv.


Okay bin ich mit einverstanden.

Dann wirst du mir zustimmen wenn ich sage:

Die Energie die beim Aufprall von einem Auto mit 100 gegen die Wand zu der Energie die beim Aufprall von 2 Autos mit 50 entgegengesetzt auftreffen ist gleich.

Die Energie- und damit Schadensverteilung sieht natürlich unterschiedlich aus.
Bei dem einen wird das Auto komplett abgebremst, bei dem andern verteilt sich die Energie auf 2 Autos.

Jetzt sehe ich das auch so langsam ein...

Nehmen wir das beispiel ich sitze in einem 40t Laster und fahre mit 50 gegen nen Mini der mir mit 50 entgegenkommt.
Das ist mit Sicherheit angenehmer als mit 100 gegen ne Wand (warscheinlich auch besser als mit 50 gegen ne Wand).

Für den Minifahrer natürlich andersherum der hätt sich lieber ne Wand gewünscht.
dermarkus
Administrator


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Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 22. Apr 2006 14:53    Titel: Antworten mit Zitat

Dieter5858 hat Folgendes geschrieben:

Dann wirst du mir zustimmen wenn ich sage:

Die Energie die beim Aufprall von einem Auto mit 100 gegen die Wand zu der Energie die beim Aufprall von 2 Autos mit 50 entgegengesetzt auftreffen ist gleich.

Nein, da bin ich leider nicht einverstanden, denn das haben wir ja schon oben ausgerechnet: Sie ist doppelt so groß.

Denn weil die kinetische Energie quadratisch mit der Geschwindigkeit anwächst, hat ein Auto mit 100 km/h viermal soviel kinetische Energie wie ein Auto mit 50 km/h. (und damit doppelt soviel kinetische Energie wie zwei Autos mit 50 km/h)


Zitat:

Für den Minifahrer natürlich andersherum der hätt sich lieber ne Wand gewünscht.

Nein, was ich oben gesagt habe, meint: Für den Minifahrer ist der Aufprall genausoschlimm wie mit 100 km/h gegen eine Wand. (Die Phase, in der er danach vom LKW durch die Gegend geschoben wird, ist dabei noch gar nicht betrachtet.)
as_string
Moderator


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Beitrag as_string Verfasst am: 22. Apr 2006 15:22    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Um sich das noch ein wenig besser vorstellen zu können vielleicht:
Nehmen wir an, wir haben zwei Autos, die genau gespiegelt aufgebaut sind und die treffen mit jeweils 50km/h direkt aufeinander. Dann sollte der gesamte Crash auch gespiegelt an der "Auftreffebene" ablaufen, also sich alle Teile, die vorne sind, genau in der Mitte berühren und so weiter. Man könnte sich statt dieser fiktiven Mittel-Aufprall-Ebene genau so gut auch eine Wand vorstellen. Für das Auto wäre das kein Unterschied.
Ich muß bei dieser Sache immer an den armen Wellensittich von einer Freundin von mir denken (ok, ist vielleicht etwas weit hergeholt...). Der hatte leider keine Partnerin, was ich persönlich ja eigentlich für Tierquälerei halte! Naja, auf jeden Fall kennt Ihr doch sicher diese Spiegel, die man denen dann in den Käfig hängt, so dass die glauben, da sein noch ein anderer Wellensittich und sich die ganze Zeit nur noch mit ihrem Spiegelbild unterhalten. Irgendwann sind die dann psychisch völlig am Ende, weil das Spiegelbild sie die ganze Zeit nur nachmacht, aber nicht wirklich auf ihr anwerben reagiert, etc... aber das gehört hier vielleicht nicht her. Auf jeden Fall habe ich mir früher immer überlegt, wie man denn einfach (mit begrenzter Intelligenz, wie ein Vogel eben) feststellen könnte, ob das im Spiegel ein echter Vogel ist, oder nicht. Die erste Überlegung war, dass man doch einfach versuchen könnte, den anderen Vogel zu berühren. Aber dann ist mir aufgefallen, dass der Spiegelvogel ja zur selben Zeit auch die Spiegelebene "berührt" und man so nicht eindeutig feststellen kann, ob man jetzt den anderen Vogel oder eine Spiegel berührt (naja, eigentlich fühlen sich sicherlich Federn anders an als ein Spiegel, aber das sei mal vernachlässigt).
Aber zurück zum Thema: Bei den Autos ist es so ähnlich. Wenn ein Auto gegen eine Wand fährt, muß es einfach den selben Effekt haben, wie wenn sich das ganze statt der Wand mit einem gespiegelten Verlauf hinter der Wand abgespielt hätte. Das ist auch ein ähnliches Prinzip wie beim Berechnen von statischen elektrischen Feldern, wenn eine Punktladung vor einer leitenden Platte ist. Vielleicht könnte man das Spiegelprinzip auch in der Mechanik noch weiter ausbauen und für ein paar Probleme gewinnbringend verwenden :?

Ansonsten wurde glaube ich mit den Energien schon so weit alles gesagt. Vielleicht nur noch so viel: Wenn der Aufprall nicht spiegelsymmetrisch ist (was er in Realität natürlich nie ganz sein wird.. wer hat schon zwei genau spiegelsymmetrisch aufgebaute Autos!?!), dann unterscheiden sich die Schäden unter Umständen schon erheblich zwischen Auto<->Auto und Auto<->Wand. Das macht es auch bei Crashtests nicht gerade einfach. So weit ich weiß werden die zwar auch mit starren Stahlbeton-Blocks gemacht, der wird aber nicht einfach direkt in den Weg des Autos gestellt, sondern so, dass z. B. nur 60% auf Fahrerseite auf den Klotz prallen und 40% frei sind. Der Grund liegt eben genau darin, dass ein genau symmetrischer Aufprall nicht realistisch wäre und bei einem unsymmetrischen wahrscheinlich häufig viel schwerere Verletzungen der Insassen zu erwarten sind.

Gruß
Marco
Dieter5858
Moderator


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Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 23. Apr 2006 19:29    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Nein, was ich oben gesagt habe, meint: Für den Minifahrer ist der Aufprall genausoschlimm wie mit 100 km/h gegen eine Wand. (Die Phase, in der er danach vom LKW durch die Gegend geschoben wird, ist dabei noch gar nicht betrachtet.)


Das kann meiner Meinung nach nicht sein.
Du sagst die Phase danach hat nix mehr damit zu tun.
Aber nehmen wir mal an der Mini wird danach mit 20km/h rückwärts fahren (ich sage mal das das vielleicht hinkommt, soll ja nur ein Beispiel sein) dann
wurde der Mini insgesamt 120km/h nach hinten Beschleunigt, was bei einem Aufprall gegen eine Wand nicht der Fall ist sondern dabei nur 100km/h nach hinten beschleunigt wird.
Wie könnt ihr mir das Erklären?


Und noch zu dem Fall mit den 2 Autos.
Also ich meinte schon die Energie beider Autos, nicht das wir da anernander vorbei geredet haben.
Der Schaden eines Autos ist von mir aus genauso groß wie bei dem gleichen Beispiel mit 50 gegen eine Wand.
Allerdings habe ich ja bei den 2 Autos nach dem Crash 2 Schrotte Autos und nicht eins.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 23. Apr 2006 20:11    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Das mit Mini und LKW ist so gemeint: Für den Mini ist der Aufprall auf einen LKW, wenn beide 50km/h fahren, in etwa genau so, als ob er mit 100km/h gegen die Mauer gerauscht wäre. Wenn man davon aus geht, dass die Masse des LKW viel größer ist, als die des Minis, dann hat der Mini vorher die Geschwindigkeit 50km/h in die eine Richtung und danach 50km/h in die andere, weil sich die LKW ziemlich unbeeindruckt vom ganzen einfach mit 50km/h weiter bewegen wird, halt mit dem ziemlich kaputten Mini vorne drauf! Das ist genau so, als ob der Mini mit 100km/h gegen einen stehenden LKW prallt (anderes Inertialsystem) und das ist ähnlich wie wenn er mit einer Mauer bei dieser Geschwindigkeit Bekanntschaft machen würde!

Ja, die Energie ist doppelt so groß und verteilt sich auf beide Autos, so dass pro Auto die Zerstörung so ist, als ob es gegen die Mauer gefahren wär.

Gruß
Marco
Physiker141X
Gast





Beitrag Physiker141X Verfasst am: 13. Okt 2018 21:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ihr macht einen Denkfehler.
Ich möchte das ganze Problem nicht unnötig mathematisch kompliziert machen.
Jedoch hängt das genannte Beispiel stark von gewissen gebenheiten ab wie einigen von euch schon aufgefallen ist.
Unter anderem auch von der Stabilität und Beschaffenheit der Wand.
Nehmen wir an die gegebene Wand bietet den gleichen Widerstand wie das Auto A mit angezogener Handbremse im stehenden Zustand.
Es müsste jedem von euch klar sein, dass der Zusammenstoß zwischen zwei sich bewegenden Objekten eine größere Energie freisetzt als der Zusammenstoß eines festen Objektes und einem beschleunigten Objekt dessen Geschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit im ersten Fall ist, wenn die Objekte alle identisch sind.
Wenn also Auto B auf das parkende Auto A (Wand) mit 50km/h fährt ist der Schaden nicht annähernd so groß wie der Aufprall zwischen Auto B und Auto A (Wand) wenn sich beide Objekte mit jeweils 50km/h aufeinander zubewegen.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5442
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 14. Okt 2018 13:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe keine Ahnung, was Du uns genau sagen willst. Vielleicht wäre ein wenig "mathematisch kompliziert" machen doch hilfreich gewesen (auch für Dich selbst).
Außerdem ist der Thread schon über 12 Jahre alt...

Gruß
Marco
Physiker141X
Gast





Beitrag Physiker141X Verfasst am: 15. Okt 2018 15:38    Titel: Beispiel oben erläutert. Resultat noch einmal erläutert. Antworten mit Zitat

Ich weiß nicht was man an den oben genannten Gegebenheiten nicht verstehen kann und kann es dir leider nicht noch leichter verständlich machen als ich es oben bereits getan habe.
Das Resultat der oben genannten Annahme ist aber folgendes:
Wenn zwei exakt selbe Autos mit jeweils 50km/h aufeinander fahren ist die freigesetzte Energie wesentlich höher als bei einem Zusammenstoß zwischen einem der beiden Autos welches mit 50 km/h gegen eine Wand fährt.
Ob der Zusammenstoß der beiden Autos dem Zusammenstoß eines Autos mit einer Wand bei 100 km/h entspricht hängt von zusätzlichen Gegebenheiten ab.

PS: Es ist egal wie alt dieses Thema ist.
Es gibt wahrscheinlich Menschen die auf der Suche nach einer Antwort dieses Szenarios sind. Diesen möchte ich die Möglichkeit bieten die Antwort auf die Fragestellung zu verstehen. Vorrausgesetzt sie bringen zu mindest ein wenig logischen Verstand mit um die einfachsten Beispiele zu verstehen.
Wenn das bei dir nicht der Fall ist, tut es mir Leid, dass ich dir nicht weiterhelfen kann.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5442
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 15. Okt 2018 17:05    Titel: Re: Beispiel oben erläutert. Resultat noch einmal erläutert. Antworten mit Zitat

Physiker141X hat Folgendes geschrieben:
Wenn zwei exakt selbe Autos mit jeweils 50km/h aufeinander fahren ist die freigesetzte Energie wesentlich höher als bei einem Zusammenstoß zwischen einem der beiden Autos welches mit 50 km/h gegen eine Wand fährt.

Genau, nämlich gerade doppelt so hoch und sie verteilt sich auch auf zwei Autos.
Also ist die Zerstörung eines einzelnen Autos vergleichbar.

Was wolltest Du sonst noch?

Gruß
Marco
Duke711



Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 432

Beitrag Duke711 Verfasst am: 16. Okt 2018 01:16    Titel: Antworten mit Zitat

Was möchtest Du uns damit nun sagen?

Wenn Du es schon so genau machen möchtest. Dann berücksichtige die Steifigkeit einer Wand mit der eines Vorderwagens. Werte Spannungen, Verschiebungen und Beschleunigung aus und ziehe dann deine Schlüsse daraus.

In der Regel ist eine Wand deutlich steifer als ein anderes Fahrzeug und wenn ich die Wahl hätte, würde ich lieber ein Fahrzeug als Kollisionsobjekt bevorzugen. Tödlich sind übrigens Beschleunigungswerte über 50 g und die sind bei einer relativ steifen Wand sehr schnell erreicht.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14390

Beitrag TomS Verfasst am: 16. Okt 2018 06:37    Titel: Antworten mit Zitat

Man muss zwei Dinge unterscheiden, nämlich
1) die vernichtete kinetische Energie, die die Autos oder das Hindernis deformiert, jedoch nicht notwendigerweise auch die Insassen - Stichwort Knautschzone
2) den aus Sicht eines Autos vernichteten Impuls und die daraus resultierende Beschleunigung, wobei bei letzterer wieder die Deformation eingeht

Es ist also durchaus kompliziert.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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