Geschwindigkeit fläche Beschleunigung Masse Verhältnis Kugeln fallgeschwindigkeit

Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

Von: , Frage gestellt am So, 10. Okt 2004

Hallo Wissende,

ich bin letztens davon überzeugt worden, dass offenbar die Fallgeschwindigkeit unabhängig von der Masse ist. Nur der Luftwiderstand ist dafür verantwortlich, dass ein 50g schweres Teil nicht so schnell fällt wie ein 5000g schweres Teil; unter der Voraussetzung, dass sie beide die gleiche Form haben, am besten wohl, um Missverständnissen vorzubeugen, eine Kugel. Im Vakuum fallen beide Teile gleich schnell- glaubte ich bislang nicht so recht und hätte es von der Masse abhängig gemacht (wobei ich hier masse und gewicht mal gleichsetzen darf, denke ich).

Somit also alles klar, jetzt aber:
Wie verhält es sich in der schiefen Ebene? Wenn ich zwei kleine Wagen mit unterschiedlichem Gewicht eine schiefe Ebene herunterrauschen lasse, dann würde ich doch sagen, dass der schwerere Wagen zuerst unten ankommt, denn immerhin sind LKWs dazu angehalten, bei Steigungen in den ersten Gang zu gehen- eben damit ihr Gefährt nicht zu sehr beschleunigt. Liege ich da jetzt richtig und wenn ja (oder auch wenn nein), wüsste ich gerne wieso. Gibt es da außer der Erdanziehungskraft noch eine Größe? Denn auch im Vakuum würde ich meinen, dass der schwerere Wagen zuerst ankommt....

Viele Grüße

Hermann

10 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach einer Stunde 1 hilfreich

   Re: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

   Hallo Hermann,
   
   bei der schiefen Ebene verhält es sich wiederum so, dass beide Systeme gleich
   beschleunigen. Der Grund dafür ist, dass die Kräfte zwar im Verhältnis ihrer
   Massen stehen, doch müssen diese unterschiedlichen Massen auch beschleunigt
   werden, und da gilt eben wieder die Gleichung a = F/m, und dieser Quotient bleibt
   konstant, da F proportional zu m ist, genauer gilt in der schiefen Ebene
   F=m*g*sin(Neigungswinkel). Alles gilt natürlich nur, wenn die äußeren Bedingungen
   als ideal zu betrachten sind (Reibung usw. vernachlässigbar). Die
   Vorsichtsmaßnahmen für den LKW haben andere Gründe (z. B. lässt sich dieser
   erheblich schlechter abbremsen als ein PKW, und die Gefahr des Schleuderns in
   Kurven ist auch höher).
   
   Viele Grüße
   
   Dieter [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
   

   • Antwort von nach 6 Stunden 0 hilfreich

     Re^2: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

     Hallo Dieter,
     bei der schiefen Ebene verhält es sich wiederum so, dass beide
     Systeme gleich beschleunigen. Der Grund dafür ist, dass die Kräfte :zwar im Verhältnis ihrer Massen stehen, doch müssen diese :unterschiedlichen Massen auch beschleunigt werden, und da gilt eben :wieder die Gleichung a = F/m, und dieser Quotient bleibt
     konstant, da F proportional zu m ist, genauer gilt in der
     schiefen Ebene F=m*g*sin(Neigungswinkel). Alles gilt natürlich nur, :wenn die äußeren Bedingungen als ideal zu betrachten sind (Reibung :usw. vernachlässigbar).
     Die Vorsichtsmaßnahmen für den LKW haben andere Gründe (z. B.
     lässt sich dieser erheblich schlechter abbremsen als ein PKW, und die :Gefahr des Schleuderns in Kurven ist auch höher).
     Ah ja, ich dachte bislang, das hätte was mit der Beschleunigung zu tun; dass also LKWs schneller beschleunigen, was sie ja eigentlich nicht tun, denn sie haben einen höheren Luftwiderstand als ein normal geschnittener PKW. Ist das richtig so?
     
     Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
     
     Viele Grüße
     
     Hermann
     

     • Antwort von nach 11 Stunden 0 hilfreich

       Re^3: Anmerkung

       Huhu! Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller
       am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
       Ich konnte das auch kaum glauben, als unser Physikdozent uns das erzählt hat ... aber ich glaube, diese Illusion kommt daher, weil sich schwerere Dinge auch schwerer Abbremsen lassen. Ein LKW sammelt beim Talfahren einfach viel mehr kinetische Energie als so ein kleiner PKW, ähnliches gilt für Stahlkugeln und gleichgroße Plastikbälle ... so eine Stahlkugel walzt einfach alles Platt, was ihr im Weg liegt (je nachdem, wie groß sie ist;), während so eine Plastikkugel einfach wegspringt.
       (Die Kugeln finde ich als Nichtautofahrer viel anschaulicher :))
       
       Grüßlis!
       Scrabz.
       

       • Antwort von nach 21 Stunden 0 hilfreich

         Re^4: Anmerkung

         Hallo, Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller
         am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
         Ich konnte das auch kaum glauben, als unser Physikdozent uns
         das erzählt hat ... aber ich glaube, diese Illusion kommt
         daher, weil sich schwerere Dinge auch schwerer Abbremsen
         lassen.
         Ja, das habe ich auch übersehen bei der Fragestellung, denn es dürfte einfach gesagt ein Unterschied sein, ob dir eine 50g Kugel aus 10 m Höhe auf den Kopf fällt oder eine 5 kg Kugel- in letzterem Fall dürfte das wohl den Exitus bedeuten :(. (Die Kugeln finde ich als Nichtautofahrer viel anschaulicher ))
         Glückwunsch, auch ich bin Nicht- Autofahrer, allerdings mit Führerschein ;). Ich bin gerade umgezogen, und da hätte ich einen LKW liebend gerne gehabt- möglicherweise kam ich drum auf dieses Beispiel und habe nicht zwei PKWs von unterschiedlichem Gewicht miteinander verglichen. Es gibt Situationen im Lääääben, wo ein motorisiertes Gefährt nicht wegzudenken ist und Bus und Bahn einen Dreck was helfen- leider!
         
         Gruß
         
         Hermann
         

     • Antwort von nach 16 Stunden 0 hilfreich

       Re^3: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

       Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller
       am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
       Naja, so falsch kann das ja nicht sein, sonst würden Bob-Fahrer ihre Bobs nicht mit Zusatzballast bis zum zulässigen Höchstgewicht beladen.
       
       Ranschid
       

       • Antwort von nach 21 Stunden 0 hilfreich

         Re^4: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

         Hallo Ranschid, Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller
         am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
         Naja, so falsch kann das ja nicht sein, sonst würden
         Bob-Fahrer ihre Bobs nicht mit Zusatzballast bis zum
         zulässigen Höchstgewicht beladen.
         Oops, ich glaube, das hat mit etwas anderem zu tun. Es handelt sich meines Wissens hierbei um den erfolgreichen Versuch, den Wasserfilm zwischen Bob und Schnee schneller herzustellen und zu vergrößern. Damit wird das ganze Gefährt schneller, weil die Reibungsenergie sich verkleinert ;). Bin mir aber nicht sicher, ob das so richtig ist, und ich würde mich freuen, wenn das jemand dementieren oder bestätigen würde.
         
         Gruß
         
         Hermann
         

         • Antwort von nach 7 Tagen 0 hilfreich

           Re^5: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

           Guten Morgen,
           
           beides ist richtig, es gibt zwei Effekte: 1.) das mit dem Gleitfilm stimmt, der sich besser bildet bei höherem Gewicht, und 2.) das Verhältnis vom Masse zum Reibungswiderstand in der Luft erhöht die maximale stationäre Enggeschwindigkeit des Bobs.
           
           Grüße
           
           Gunter [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
           

       • Antwort von nach 4 Tagen 0 hilfreich

         Re^4: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

         Der Zusammenhang: Mehr Masse = mehr Beschleunigung= schneller
         am Ziel ist also definitiv falsch- wer hätte das gedacht!
         Naja, so falsch kann das ja nicht sein, sonst würden
         Bob-Fahrer ihre Bobs nicht mit Zusatzballast bis zum
         zulässigen Höchstgewicht beladen.
         Das ist aber nur deswegen nicht falsch, weil die Bobfahrer im Allgemeinen nicht durch einen Vakuumeiskanal fahren.
         Durch die Maßnahme verbessern die Fahrer das Verhältnis von Masse zur Stirnfläche oder deutlicher gesagt das Verhältnis von Masse zu Luftwiderstand.
         Da bei der Talfahrt dann mehr kinetische Energie umgesetzt wird, in etwa aber die gleichen Luftreibungsverluste auftreten, fahren die Sportler sozusagen mit höherem Wirkungsgrad.
         
         Das ist ja auch nur der Grund, warum in der Luft eine Feder viel langsamer fällt, als eine Stahlkugel, eben weil bei der Stahlkugel das Verhältnis von Masse zu Oberfläche viel günstiger ist.
         
         Gruß
         
         Stefan
         

2. Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich

   Re: Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

   Hallo,
   das mit den LKW liegt daran das bei doppelter Gewschwindichkeit die Enegie expotential ansteigt.
   Wo du einen Porsche von 100 auf 0 in glaube mal gehört zu haben 28 Meter zum Stillstand bringst braucht der LKW einige hundert Meter.
   Nun ist es nötig bei Bergabfahrten den LKW langsam zu halten, da sich sein Bremsweg sonst drastisch verlängert.
   Da er nicht ständig auf der Bremse stehen kann, da diese sonst überhitzt schlatet er in einen kleinen Gang und lässt den Motor bremsen. [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
   

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