Hallo, ich habe eine Frage zu folgendem Phänomen:
in einem Vakuum fallen zwei gleich große Körper bei unterschiedlichem Gewicht gleich schnell zur Erde. Außerhalb des Vakuums ist das nicht so.
Wie ist das zu erklären?
Was bremst oder beschleunigt den Fall?
Welchen Einfluß hat der Luftwiderstand, und wie wirkt er auf die Körper?
Danke für Erklärungen!
Das hängt damit zusammen, dass die Erdbeschleunigung, die 9,81 m/s2 beträgt und nicht gewichtsabhängig ist. Das bedeutet, dass eine Feder im Vakuum mit der gleichen Geschwindigkeit zu Boden fällt wie eine Eisenkugel. Unter dem Einfluss des Luftwiderstands spielt die Dichte eines Körpers allerdings eine ganz erheblich Rolle. Eine Feder bietet der Luft auf Grund ihrer geringen Dichte einen grossen Luftwiderstand und fällt deshalb langsamer zu Boden.
Hallo,
die Moleküle in der Luft (N2, O2, CO2 etc.) bremsen den Körper an Luft ab. Im Vakuum gibt es diese Luftmoleküle nicht.
Können Sie mir den Zusammenhang zwischen Erdbeschleunigung und Fallgeschwindigkeit nochmal erklären? Vielen Dank
Wenn ein Objekt beschleunigt wird, erreicht es nach einer gewissen Zeit eine bestimmte Geschwindigkeit. Das merkt man auch im Auto. Je länger man auf dem Gas bleibt, desto schneller fährt man, klar oder?
Dafür gibt es eine Gleichung: v = a * t
v ist die erreichte Geschwindigkeit in m/s, a die Beschleunigung in m/s2 und t die Zeit in Sekunden. Bei solchen Berechnungen wird der Luftwiderstand eigentlich immer vernachlässigt. Sonst wird es nämlich kompliziert, wenn man es richtig machen will. Da spielt dann die Höhe über dem Meeresspiegel eine Rolle (also der Luftdruck), die Luftfeuchtigkeit und auch die Temperatur, ganz zu schweigen von der Windgeschwindigkeit.
Was den Luftwiederstand angeht, mach einfach einen Versuch. Setzt dich mit der Stoppuhr auf das Fahhrad (mit Tacho) und strampel 10 Sekunden lang los so gut du kannst. Dann schaust du auf den Tacho und aufschreiben. Dann das gleiche noch einmal und Du hälst einen geöffneten Regenschirm vor dich. Und wieder 10 Sekunden Vollgas. Und das Endtempo aufschreiben. Du wirst sehen, dass die zweite Geschwindigkeit deutlich niedriger ist.
Vielen Dank für Ihre Auskunft!
Hallo, da Du ja schon „weißt“, dass zwei Körper (egal welcher Masse) im Vakuum eine gleiche (Gravitations-) Beschleunigung (auf der Erde g=9,81 m/s²)erfahren, brauche ich über das „Warum?“ nicht weiter eingehen.
Außerhalb eines Vakuums wirkt sich (z.B. auf der Erde mit seiner dichten Luftschicht) jedoch der Luftwiderstand deutlich bremsend auf eine fallenden Körper aus; dabei hängt die „Bremskraft“ im wesentlichen von der Oberflächenbeschaffenheit des fallenden Körpers ab --> glatte Körper erfahren eine weniger starke Bremskraft als rauhe, unebene.
Ich hoffe dass dies eine ausreichende Erklärung war, Reinhard.
Hallo, hat was mit der Erdbeschleunigung (g = Fallbeschleunigung) zu tun, weil diese immer (im Durchschnitt)Gleich ist, fallen die Körper mit unterschiedlicher Masse mit gleicher Geschwindigkeit (freier Fall). Anstatt von Gewicht würde ich von Masse reden z.B. 1000kg. Im Grunde ist Geschwindigkeit:
v = g x t.
Gruß
Nochmal die Frage eines Freundes:
Bei zwei außen gleichen Körpern (Stahlkugel voll und hohl) in der Luft, ist die schwere, volle Kugel schneller runtergefallen.
In wie weit interessiert der Luftwiderstand? Die Kugeln sind außen exakt gleich.
Genauer: Warum hat das Gewicht eines Gegenstandes auf der Erde/Atmosphäre Einfluß auf die Fallgeschwindigkeit?
Nochmal die Frage eines Freundes:
Bei zwei außen gleichen Körpern (Stahlkugel voll und hohl) in der Luft, ist die schwere, volle Kugel schneller runtergefallen.
In wie weit interessiert der Luftwiderstand? Die Kugeln sind außen exakt gleich.
Genauer: Warum hat das Gewicht eines Gegenstandes auf der Erde/Atmosphäre Einfluß auf die Fallgeschwindigkeit?.
Vom Verständnis her dürfte es nicht der Fall sein, da der Luftwiderstand nur für unterschiedlich große Körper erheblich ist.
Gruß
Durch die Schwerkraft a [m/s^2] wird der Körper beschleunigt.
Sie beträgt ca 9,81 m/s^2. Nach einer Sekunde ist der Körper also 9,81 m/s schnell. Egal wie Schwer er ist.
In der Erdatmosphäre gibt’s aber wie du schon erwähnt hast den Luftwiderstand.
Dieser ist abhängig von Form, Größe und Geschwindigkeit und wirkt der Beschleunigung entgegen.
Ein Körper fällt und wird dabei beschleunigt weil ein Ungleichgewicht zwischen Beschleunigungskraft und Luftwiderstandskraft herrscht. Je größer der Unterschied zwischen diesen beiden Kräften, umso stärker wird nun der Körper beschleunigt.
Die Beschleunigungskraft berechnet sich aus Masse * Beschleunigung (Fb = m * a)
Deshalb wird der Körper mit dem höheren Gewicht schneller als der andere.
Grüße
Im freien Fall werden die Körper durch die Erdanziehung mit der Erdbeschleunigung G beschleunigt.
Es ergibt sich eine bei der Masse m eine Geschwindigkeit v=m.G.t.
Die Bewegung wird durch den Luftwiderstand abgebremst.
Der Körper, der bei gleicher Form und Größe eine höhere Masse m1 also Gewicht als der andere m2 aufweist, erfährt bei gleichem Luftwiderstand eine um
m1/m2 höhere Beschleunigung deurch die Erdanziehung. Eine Erklärung mit Formeln ist zu finden in:
http://www.virtual-maxim.de/downloads/freier%20fall%…
Die Abbildung 3 verdeutlicht es sehr schön grafisch.
Schade, ich hatte gedacht, das meine vorigen Ausführungen verstanden worden sind.
Aber OK.
Am besten macht man sich solche Probleme an ganz alltäglichen Dingen deutlich.
Nehmen wir zwei identische Schaufensterpuppen, die sich nur dadurch unterscheiden, dass die eine hohl ist und die andere nicht. Die stellen wir auf dem Fussballplatz in der Mitte auf.
Wir warten jetzt darauf, das Wind aufkommt. Und siehe da wir haben Glück, es wird windig. Und jetzt die Preisfrage: Welche Puppe fällt wohl zuerst um?
Richtig, die hohle.
Sie setzt dem Wind auf Grund des geringeren Gewichts weniger Widerstand entgegen.
Ob die Geschwindigkeit jetzt durch Fallen erzeugt wird oder durch Wind und ob die Richtung waagerecht oder senkrecht ist, ist für das Verständnis gleichgültig.
Noch einmal: Ein schweres fallendes Objekt verdrängt bei gleicher äusserer Form die Luft stärker wie ein leichtes.
… hier stimmt was nicht. Es fallen im Vakuum zwei gleich schwere (nicht gleich große)Körper unabhängig von der Form gleich schnell (Bleikugel und Papierknäuel). In Luft bestimmt der Luftwiderstand die Zeit.
Gruß
Dohnt