Frage zum Physikverständnis
Guten Tag, Ich habe eine hoffentlich leicht zu verstehende Verständnisfrage: Mit welchem physikalischem Gesetz lässt sich erklären das ein Ball der 100g wiegt, sich nicht so weit werfen lässt, wie ein 500g Ball, der mit gleicher Kraft geworfen wird? Nach dem was Newton's Principia mathematica beschreibt, müsste ja die Geschwindigkeit proportional zur Kraft zunehmen und die Beschleunigung abnehmen je größer die Masse ist. Ich weiß, diese Frage wird bei dem ein oder anderen Kopfschütteln verursachen, aber ich stehe gerade ziemlich auf dem Schlauch. Vielen Dank im voraus!
5 Antworten
F=m*a und daraus a=F/m
Die Beschleunigung, die deine Hand beim Wurf dem Ball vermittelt ist also bei gleicher Kraft kleiner, wenn seine Masse größer ist. Damit ist auch die Startgeschwindigkeit des Balls nach der kurzen Beschleunigungsphase kleiner. Und damit auch die Wurfweite (wobei die natürlich noch von anderen Faktoren wie dem Wurfwinkel abhängt).
Soweit ich das verstanden habe liegt es einerseits an der Trägheit der sich in Ruhe befindenden unterschiedlichen Massen andererseits an der Oberfläche zwecks Luftwiederstand, wobei in der Fragestellung nicht explizit davon ausgegangen wird, dass wegen der Unterschiedlichen Massen auch eine Unterschiedliche Fläche auftritt.
Das hängt vermutlich mit dem Luftwiderstand zusammen, dem ein 500g-Ball natürlich viel weniger ausmacht als einem Leichtgewicht von 100g.
die Frage wiederspricht sich oder evtl hast du da was verwechselt.
wenn beide Bälle mit der gleichen Kraft "beschleunigt" werden, wird der schwerere Ball zuerst zu boden fallen und der leichtere weitere fliegen -> DENN der schwerere benötigt durch die höhere trägheit deutlich mehr energie um überhaupt auf geschwindigkeit zu kommen.
wenn aber beide bälle auf die gleiche geschwindigkeit beschleunigt werden (also bei beiden unterschiedlich viel kraft aufgewendet wurde) DANN fliegt allein aufgrund der trägheit der schwerere ball weiter ... denn in ihm steckt viel mehr energie die er "abbauen" muss.
so und jetzt mal zur praxis - aus der praxis wissen wir, dass wir, wenn wir 2 unterschiedlich schwere bälle mit "voller kraft" (also halbwegs gleicher geschwindigkeit) werfen, diese unterschiedlich weit fliegen. einige der schwereren bälle fliegen weiter als die leichteren ... das gilt aber nur in gewissen grenzen ... denn eine bowlingkugel kann (mal abgesehen von der größe) einfach nicht so weit geworfen werden wie ein tennisball. .... das gilt nur für spezielle fälle unter berücksichtigung von optimaler kraftübertragung, luftwiederstand/wind usw. .... es gilt also nicht pauschal für alle gewichte dass die schwerere kugel weiter fliegt.
nochmal zurück zu deiner frage ... lies sie dir noch mal genau durch bzw. formuliere sie mal in deinem kopf durch. ist es wirklich die gleiche KRAFT (also in Newton z.B.) oder ist es die gleiche Geschwindigkeit? das macht den unterschied. :-)
ein gutes beispiel - wenn es wirklich nur um konstante kraft geht dann verweise ich dich hiermit auf die formeln von photonX .. da wäre dann die antwort warum sich die bälle so verhalten. es liegt in der unterschiedlichen startgeschwindigkeit .... und auch wenn die unterschiede in deiner vorstellung nicht weit auseinander gehen - sie sind da .. und je mehr du das experiment an seine grenzen treibst (kraft deutlich verringern oder seeehr deutlich erhöhen) wirst du immer deutlichere unterschiede sehen und die sind in der realität leider nicht über das ganze kraftspektrum konstant. ... aber für die theorie reicht die formel von photonX.
hallo nach dem Energie- und Impulsgesetz ist das nicht möglich. :-)))
Ich rede davon, dass man bei beiden Bällen die gleich Kraft beim Wurf aufbringt, die Kraft die tatsächlich auf den Wurf übertragen wird scheint sich aber unterschiedlich zu verhalten. Ich hatte z.B. zwei Tennisbälle im Kopf, ein normaler und einer der mit Wasser gefüllt ist. Wirft man nun beide Bälle, mit der maximalen einem zur Verfügung stehenden Kraft, so wird der mit Wasser gefüllte Ball nicht unwesentlich weiter fliegen, ist dies nun mit der veränderten Masse zum Gewicht zu erklären? Ich scheine irgendetwas falsch verstanden zu haben.