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A R B E I T S B L A T T Ein Fallturm für Bremen - Friedrich Verlag

A R B E I T S B L A T T Ein Fallturm für Bremen - Friedrich Verlag

A R B E I T S B L A T T Ein Fallturm für Bremen - Friedrich

▲ ARBEITSBLATT Ein Fallturm für Bremen Im September 1985 wurde auf Anregung von Forschungsminister Riesenhuber das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen gegründet. Zurzeit sind dort 88 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, davon 63 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen. Für das Institut wurden insgesamt ca. 15 Millionen Euro aufgewendet, die zu gleichen Teilen aus Mitteln des Bundes und des Landes Bremen stammen. Hinzu kommen noch Einwerbungen von sog. Drittmitteln. In Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie steht die Durchführung von Experimenten unter Mikrogravitation im Vordergrund, d. h. bei einer Restbeschleunigung von 10 –5 bis 10 –6 g. Hierzu wurde als zentraler Bestandteil des Institutsgebäudes ein 146 m hoher Fallturm errichtet (vgl. Bild). Er enthält eine 110m lange Fallröhre mit einem Durchmesser von 3,5 m, die innerhalb von ca. 1,5 Stunden auf einen Druck von 10 –5 bar evakuiert werden kann. Damit ist es möglich, bis zu dreimal am Tag für jeweils 4,74 Sekunden in freiem Fall den Zustand der Schwerelosigkeit zu erreichen. Die Experimente werden in einer speziell konstruierten Fallkapsel durchgeführt, in der ein Rechner zur Steuerung der Experimente und der optischen Aufzeichnungsgeräte untergebracht ist. Diese Kapsel wird am Ende der Fallstrecke in einem 8m hohen, mit feinkörnigen Polystrenkügelchen gefüllten Behälter abgebremst. Der Innenraum der Kapsel bietet Platz für Experimentiergeräte mit Ausmaßen von max. 2,4 m Länge und 0,8 m Durchmesser und einer Masse von bis zu 500 kg. Am Fuß des Turms wird eine Abschussvorrichtung installiert, mit der die Kapsel im Turm einen Parabelflug ausführt, womit sich die Zeit der Schwerelosigkeit auf neun Sekunden ausdehnen lässt. Auf dem Forschungsprogramm stehen insbesondere Phänomene aus den Bereichen der Strömungsmechanik, Verbrennungsphysik und Materialforschung. Die Untersuchungen dienen teilweise zur Vorbereitung und Optimierung von Weltraumexperimenten. © ZARM Quelle: Th. Bührke, in: Physikalische Blätter 8/339 (1989). Borchardt: Schwerelosigkeit und Schwere AUFGABEN a) Berechne die genaue Fallzeit bei einer Fallstrecke von 110 m. b) Wie groß ist die Geschwindigkeit der Kapsel, wenn sie den Abbremsbehälter erreicht? c) Berechne die Bremsverzögerung (negative Beschleunigung), die die Kapsel im Styroporbecken erfährt. – Würde ein Mensch in der Kapsel den Bremsvorgang überleben? d) Wie lange dauert der Bremsvorgang? e) Berechne a) und b) für den Fall, dass der Turm doppelt so hoch wäre. f) Wie tief müsste nun die Abbremsstrecke sein, wenn wir die gleiche Bremsverzögerung annehmen? Unterricht Physik ▼ 14 ▼ 2003 ▼ Nr. 73

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