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Jenna Lee
@jennalee_712e34
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Der Fallturm Bremen ist eine einzigartige Forschungseinrichtung für Experimente unter Schwerelosigkeit. Mit 146 Metern Höhe und einer 110 Meter langen Fallröhre ermöglicht er bis zu 9 Sekunden Mikrogravitation. Wichtige Aspekte:
5.12.2020
1863
Um die Funktionsweise des Fallturms Bremen besser zu verstehen, können einfache physikalische Berechnungen durchgeführt werden. Ein Beispiel ist die Berechnung der Fallzeit der Kapsel in der 110 Meter langen Röhre unter Erdbedingungen.
Für diese Berechnung wird die folgende Formel verwendet:
t = √(2h/g)
Wobei: t = Zeit h = Höhe (110 m) g = Erdbeschleunigung (9,81 m/s²)
Example: Einsetzen der Werte in die Formel: t = √(2 * 110 m / 9,81 m/s²) ≈ 4,74 Sekunden
Diese Berechnung zeigt, dass die Fallkapsel unter normalen Bedingungen etwa 4,74 Sekunden benötigen würde, um die gesamte Länge der Fallröhre zu durchqueren. In der Praxis ermöglicht das Katapultsystem jedoch längere Experimentierzeiten von bis zu 9 Sekunden unter Schwerelosigkeit.
Highlight: Die tatsächliche Experimentierzeit im Fallturm Bremen ist durch das Katapultsystem fast doppelt so lang wie die reine Fallzeit.
Diese Berechnungen verdeutlichen die Effizienz und den Nutzen des Katapultsystems für die Durchführung von längeren Experimenten unter Schwerelosigkeit im Fallturm Bremen.
Der Bau des Fallturms Bremen begann 1988/89 mit einem Kostenaufwand von über 24 Millionen DM. Zahlreiche namhafte Sponsoren unterstützten das Projekt, darunter Bundesministerien und führende Unternehmen der Luft- und Raumfahrtbranche.
Der Turm selbst ist ein beeindruckendes Bauwerk aus Stahlbeton mit einer zylindrischen Form und einer kegelförmigen Spitze. Er erreicht eine Gesamthöhe von 146 Metern. Im Inneren befindet sich die eigentliche Fallröhre aus Stahl, die mit 110 Metern Länge und einem Innendurchmesser von 3,5 Metern das Herzstück der Anlage bildet.
Definition: Fallröhre - Der zentrale Teil des Fallturms, in dem die Experimente unter Vakuumbedingungen durchgeführt werden.
Um ideale Bedingungen für die Experimente im Fallturm Bremen zu schaffen, wird in der Fallröhre ein Vakuum erzeugt. Leistungsstarke Pumpen reduzieren den Druck auf etwa 1 Pascal, was einem Hunderttausendstel des normalen Luftdrucks entspricht. Dieser nahezu luftleere Raum ermöglicht die Untersuchung des freien Falls ohne störende Einflüsse durch Luftwiderstand.
Example: Die Schwerelosigkeit im Fallturm entsteht, wenn die Summe aller Kräfte auf einen Körper gleich null ist, sodass dieser im Raum schwebt.
Das Herzstück der Experimente im Fallturm Bremen ist die Fallkapsel. Dieser zylinderförmige Behälter, der einen Durchmesser von 0,8 Metern und eine Länge von 1,6 oder 2,4 Metern hat, fällt während des Versuchs durch die Fallröhre. Die Kapsel ist äußerst robust konstruiert und kann an die jeweiligen Experimente angepasst werden.
Highlight: Seit der Inbetriebnahme der 4,2 Millionen Euro teuren Katapultanlage im Jahr 2004 konnte die Dauer der Schwerelosigkeit von 5 auf bis zu 9 Sekunden verlängert werden.
Das Katapultsystem befindet sich in einem 10 Meter tiefen Schacht unter dem Fallturm. Es schleudert die bis zu 1 Tonne schwere Kapsel mit Hilfe von Druckluft bis zum oberen Ende der Fallröhre. Sowohl während des Aufstiegs als auch während des anschließenden Falls herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit.
Vocabulary: Katapultanlage - Eine Vorrichtung, die die Fallkapsel mit hoher Geschwindigkeit nach oben schleudert, um die Experimentierzeit zu verlängern.
Die Vorbereitung eines Experiments im Fallturm Bremen ist zeitaufwändig. Es werden etwa 1,5 Stunden benötigt, um die Schwerelosigkeit zu erzeugen, zusätzlich zu den weiteren Vorbereitungen und der anschließenden Auswertung. Daher können täglich maximal drei Versuche durchgeführt werden.
Quote: "Dieser Versuch gelingt den Forschern seit 2004 ohne Fehler."
Am Ende des Falls muss die mit etwa 170 km/h schnelle Kapsel sicher aufgefangen und abgebremst werden. Dies geschieht in der Abbremskammer durch einen speziellen Auffangbehälter aus Stahlblech, der mit Styroporkugeln gefüllt ist. Diese Kombination ermöglicht ein sanftes, aber effektives Abbremsen der Kapsel.
Der Fallturm Bremen wurde 1990 fertiggestellt und ist eine wichtige Forschungseinrichtung des ZARM (Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation). Mit seiner einzigartigen Konstruktion in Europa zählt er zu den Wahrzeichen Bremens und spielt eine entscheidende Rolle in der Luft- und Raumfahrtforschung.
Highlight: Der Fallturm ermöglicht Experimente unter Schwerelosigkeit, die sonst nur im Weltraum durchführbar wären.
Interessierte haben die Möglichkeit, an Führungen teilzunehmen und durch praktische Experimente zu erfahren, wie Schwerelosigkeit auch im Alltag auftritt, beispielsweise beim Schaukeln oder Achterbahnfahren.
Vocabulary: Mikrogravitation - Zustand der Schwerelosigkeit oder sehr geringer Schwerkraft, wie er im Weltraum oder bei Freifallexperimenten auftritt.
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Physik Bewegungen und Kräfte
- Konstate und beschleunigte Bewegungen - Freier Fall, waagerechter und senkrechter Wurf -Kreisbewegung - Atwood‘sche Fallmaschine - schiefe Ebene
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Bewegungsarten
gradlinig gleichförmige Bewegung gleichmäßig beschleunigte Bewegung Anwendung an einem Beispiel
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Supraleiter
14 Seiten GFS über Supraleiter - Was sind SL, Heike Kamerlingh Onnes, Geschichte, Funktionsweise, Verwendung, Probleme, Welche Stoffe, Zukunft)
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Licht und Schatten
Darstellung der Lichtausbreitung.
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Mechanische Wellen (Zusammenfassung)
Mechanische Wellen, Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle mit Beispiel Aufgaben.
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9
Druck
-Übersichtliche Mindmap über Druck Unterthemen: -Druck in Flüssigkeiten und Gasen -Hydraulische Anlagen -Die Auftriebskraft in Flüssigkeiten -Schweredruck in Flüssigkeiten
Durchschnittliche App-Bewertung
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Philipp, iOS User
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Um die Funktionsweise des Fallturms Bremen besser zu verstehen, können einfache physikalische Berechnungen durchgeführt werden. Ein Beispiel ist die Berechnung der Fallzeit der Kapsel in der 110 Meter langen Röhre unter Erdbedingungen.
Für diese Berechnung wird die folgende Formel verwendet:
t = √(2h/g)
Wobei: t = Zeit h = Höhe (110 m) g = Erdbeschleunigung (9,81 m/s²)
Example: Einsetzen der Werte in die Formel: t = √(2 * 110 m / 9,81 m/s²) ≈ 4,74 Sekunden
Diese Berechnung zeigt, dass die Fallkapsel unter normalen Bedingungen etwa 4,74 Sekunden benötigen würde, um die gesamte Länge der Fallröhre zu durchqueren. In der Praxis ermöglicht das Katapultsystem jedoch längere Experimentierzeiten von bis zu 9 Sekunden unter Schwerelosigkeit.
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Der Turm selbst ist ein beeindruckendes Bauwerk aus Stahlbeton mit einer zylindrischen Form und einer kegelförmigen Spitze. Er erreicht eine Gesamthöhe von 146 Metern. Im Inneren befindet sich die eigentliche Fallröhre aus Stahl, die mit 110 Metern Länge und einem Innendurchmesser von 3,5 Metern das Herzstück der Anlage bildet.
Definition: Fallröhre - Der zentrale Teil des Fallturms, in dem die Experimente unter Vakuumbedingungen durchgeführt werden.
Um ideale Bedingungen für die Experimente im Fallturm Bremen zu schaffen, wird in der Fallröhre ein Vakuum erzeugt. Leistungsstarke Pumpen reduzieren den Druck auf etwa 1 Pascal, was einem Hunderttausendstel des normalen Luftdrucks entspricht. Dieser nahezu luftleere Raum ermöglicht die Untersuchung des freien Falls ohne störende Einflüsse durch Luftwiderstand.
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Das Herzstück der Experimente im Fallturm Bremen ist die Fallkapsel. Dieser zylinderförmige Behälter, der einen Durchmesser von 0,8 Metern und eine Länge von 1,6 oder 2,4 Metern hat, fällt während des Versuchs durch die Fallröhre. Die Kapsel ist äußerst robust konstruiert und kann an die jeweiligen Experimente angepasst werden.
Highlight: Seit der Inbetriebnahme der 4,2 Millionen Euro teuren Katapultanlage im Jahr 2004 konnte die Dauer der Schwerelosigkeit von 5 auf bis zu 9 Sekunden verlängert werden.
Das Katapultsystem befindet sich in einem 10 Meter tiefen Schacht unter dem Fallturm. Es schleudert die bis zu 1 Tonne schwere Kapsel mit Hilfe von Druckluft bis zum oberen Ende der Fallröhre. Sowohl während des Aufstiegs als auch während des anschließenden Falls herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit.
Vocabulary: Katapultanlage - Eine Vorrichtung, die die Fallkapsel mit hoher Geschwindigkeit nach oben schleudert, um die Experimentierzeit zu verlängern.
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Physik - Physik Bewegungen und Kräfte
- Konstate und beschleunigte Bewegungen - Freier Fall, waagerechter und senkrechter Wurf -Kreisbewegung - Atwood‘sche Fallmaschine - schiefe Ebene
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