Fallgeschwindigkeit und Beschleunigung

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

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

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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

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:wink:, während so eine Plastikkugel einfach wegspringt.
(Die Kugeln finde ich als Nichtautofahrer viel anschaulicher :smile:)

Grüßlis!
Scrabz.

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

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 :frowning:.

(Die Kugeln finde ich als Nichtautofahrer viel anschaulicher

))

Glückwunsch, auch ich bin Nicht- Autofahrer, allerdings mit Führerschein :wink:. 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

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 :wink:. Bin mir aber nicht sicher, ob das so richtig ist, und ich würde mich freuen, wenn das jemand dementieren oder bestätigen würde.

Gruß

Hermann

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.

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Hallo ,

danke für diesen zusätzlichen Hinweis. Beeindruckend ist doch in diesem Zusammenhang immer wieder, dass die Karren - ob Porsche oder LKW- in den Versuchsbedingungen, wo man alle „widrigen Umstände“ wie Luftwiderstand und Reibung ausschaltet, zum gleichen Zeitpunkt unten ankommen. Ich dachte bislang, der Hinweis für LKWs hätte eben mit dieser schnelleren Beschleunigung zu tun, was aber 100%ig nicht der Fall ist.

Gruß

Hermann

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.

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

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

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