Moonjumping

Auf dem Mond sei eine Raumkapsel in einem vertikalen Schacht versenkt. Die Kapsel kann mit Hilfe von Pressluft hochgeschleudert werden. Dank einer seitlichen Führung fällt sie wieder in den Schacht zurück, wo sie pneumatisch abgebremst wird. Im Innern der Kapsel befindet sich ein Spezialbett mit eingebauter Waage, auf dem ein Astronaut festgeschnallt ist. Die Waage ist sowohl auf Druck als auch auf Zug belastbar. Bei Druck zeigt sie positive und bei Zug negative Werte an.

Vor dem Start, in der Ruheposition, zeigt die Waage 130 N an. Danach erhält die Kapsel durch die sich entspannende Pressluft so viel Schwung, dass sie dreissig Meter über die Mondoberfläche aufsteigt. Wir betrachten fünf Phasen

1. Die Kapsel steigt im Schacht unter der Wirkung der Pressluft auf.
2. Die Kapsel hat den Schacht verlassen, ist aber immer noch im Steigen begriffen.
3. Die Kapsel befindet sich im höchsten Punkt.
4. Die Kapsel fällt, hat aber den Schacht noch nicht erreicht.
5. Die Kapsel wird im Schacht abgebremst.

In welchem Bereich wird sich die Anzeige der Waage während dieser fünf Phasen bewegen?

In den 90er Jahren haben fünfzehn Studierende einer Maschinenbauklasse des TWI das Antwortschema wie folgt ausgefüllt

Anzeige	> 130 N	= 130 N	< 130 N/ > 0	= 0	< 0
Aufstieg im Schacht	15	0	0	0	0
Austieg oberhalb Schacht	2	0	4	7	1
höchster Punkt	0	3	0	12	0
Abstieg oberhalb Schacht	0	1	4	6	4
Abstieg im Schacht	12	0	3	0	0