Aufgabe 5 · Abitur NRW Physik GK · Erdbebenwellen 2026

Thema: Wellen: Ausbreitung und stehende Wellen · Aus der Prüfung GK · Erdbebenwellen (2026)

Aufgabenstellung

Material 4: Zugabbremsung bei Erdbeben in Japan

Die japanische Eisenbahngesellschaft East Japan Railway Co. plante Anfang 2024 die Zugabbremsung ihrer Hochgeschwindigkeitszüge bei Erdbeben durch folgende Maßnahmen zu verändern:

Die Zeit zwischen der Erfassung des Erdbebens und dem Betätigen der Notbremse soll von durchschnittlich 3,9 Sekunden auf 1,3 Sekunden verkürzt werden.

Der Bremsweg und damit die Bremszeit werden verringert. Beispielsweise soll der Bremsweg eines Shinkansen-Hochgeschwindigkeitszugs, der mit einer Geschwindigkeit von 320 Kilometer pro Stunde unterwegs ist, um etwa 230 Meter verkürzt werden.

Bei der automatischen Zugabbremsung wird ausgenutzt, dass an einem Ort, der sich in einiger Entfernung zum Entstehungsort des Erdbebens befindet, die P-Wellen vor den zerstörerischen S-Wellen eintreffen.

Die japanische Eisenbahngesellschaft East Japan Railway Co. bremst ihre Züge automatisch ab, wenn im betreffenden Gebiet Erdbeben ab einer bestimmten Intensität auftreten. Durch zwei Maßnahmen soll das System verbessert werden, siehe Material 4.

Beurteilen Sie qualitativ die Konsequenzen der beiden Maßnahmen für die Fahrgäste. Gehen Sie dabei auch auf den Zweck der Maßnahmen und den Abstand zwischen dem Entstehungsort des Erdbebens und der Bahnstrecke ein.

Aufgabenstellung: Aufgabe 5 · Abitur NRW Physik GK · Erdbebenwellen 2026

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Beurteilen Sie qualitativ die Konsequenzen der beiden Maßnahmen für die Fahrgäste. Gehen Sie dabei auch auf den Zweck der Maßnahmen und den Abstand zwischen dem Entstehungsort des Erdbebens und der Bahnstrecke ein.

Lösung: Zweck ist der Schutz der Fahrgäste vor Entgleisungen durch beschädigte Gleisanlagen. Durch die Verkürzung von Reaktions- und Bremszeit verringert sich die Gesamtzeit bis zum Halt. Dadurch funktioniert die Notbremsung vor dem Eintreffen der zerstörerischen S-Wellen auch bei geringeren Abständen zum Erdbebenherd, was die Sicherheit der Fahrgäste erhöht.

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