Hammer und Feder fallen nicht gleich schnell?
Hallo,
ihr kennt ja alle das Experiment, einen Hammer und eine Feder gleichzeitig im Vakuum fallen zu lassen. Augenscheinlich fallen die beiden Sachen gleich schnell zu Grund, jedoch würde doch der Hammer schneller fallen, da er selber auch eine sehr kleine Gravitation ausübt. Die ist zwar nicht bemerkbar, jedoch gehen wir hier erstmal von der Theorie aus. Addiert sind die Anziehungskräfte von Hammer und Erde größer als die Anziehungskräfte von Feder und Erde. Demnach müsste doch also (sehr minimal) der Hammer im Vakuum schneller fallen als die Feder.
Was haltet ihr davon? Denkt ihr der Hammer fällt schneller als die Feder?
Danke
VG
8 Antworten
Hammer und Feder fallen gleichschnell. Die Masse von Hammer bzw. Feder bewirken aber, dass auch die Erde auf diese Massen zufällt, sich also nach oben bewegt. Seeehr theoretisch, da das natürlich viel zu klein für eine Messung ist und sich ...ionen mal mehr DInge auf der Erde aufwärts oder abwärts bewegen, aufwärts wachsen, fallen, ... Aber ok, bleiben wir bei der Theorie.
NACHEINANDER wäre die Aussage korrekt. Gleichzeitig aber würde, so die beiden Experimente räumlich sehr nahe beieinander stattfinden, die Gesamtmasse Hammer-Feder die Erde nach oben ziehen. Bei Gleichzeitigkeit und vernachlässigbaren Abstand der Experimente zueinander wäre das immer noch gleichzeitig.
Erst wenn der Abstand der Experimente relevant wird trifft Deine Argumentation zu. Wenn wir die Experimente also z.B. genau gegenüber auf der anderen Seite der Erde stattfinden lassen (absolute Kugelform angenommen und Gravitationsabweichungen nicht berücksichtigen zu müssen), dann würde rechnerisch die Anziehungskraft der Masse (Hammer -Feder) die Erde in Richtung Hammer ziehen und der Hammer damit eher auf dem Boden aufschlagen als die Feder.
Für ganz spitzfindige: Dadurch, dass im Flug der Hammer die Erde schon etwas näher an sich gezogen hat, ist der Hammer auch näher am Erdschwerpunkt als die Feder. Daher zieht er die Erde nicht nur wegen seiner größeren Masse an sondern auch wegen der sich erst im Flug ausbildenden geringeren Entfernung zum Masseschwerpunkt der Erde im Vergleich zur Feder.
Wir reden hier über derartig kleine Distanzen und Unterschiede, dass man ausrechnen müsste, ob man sich bereits im Bereich der Plancklänge (kleinste Raum-/Längeneinheit) befindet. In wie weit dann Entfernungsangaben hier noch sinnvoll sind sei dahingestellt.
wenn der Hammer die Erde auf sich zu beschleunigt, beschleunigt er sie auch auf die Feder zu, dem Fallexperiment kann man das also nicht ansehen. Exakt wäre das als Dreikörperproblem zu rechnen...
Addiert sind die Anziehungskräfte von Hammer und Erde größer als die Anziehungskräfte von Feder und Erde.
Richtig.
Demnach müsste doch also (sehr minimal) der Hammer im Vakuum schneller fallen als die Feder.
Nein. Denn du vergisst einen entscheidenden Punkt: Wenn der Hammer eine größere Masse hat als die Feder, dann hat er auch eine größere Massenträgheit. Das gleicht sich wieder aus.
Kommt jetzt drauf an, ob du diesen Sachverhalt relativistisch oder klassisch lösen möchtest, aber eig:
Laut Einstein (Äquivalenzprinzip, allg. Relativitätstheorie) müsste die Fallbeschleunigung bei beiden gleich schnell sein im Vakuum, unabhängig von ihrer Masse, das heißt, beide fallen gleich schnell. Lg
Tatsächlich fallen Hammer und Erde schneller aufeinander zu als Feder und Erde, weil der Hammer eine größere Masse hat. Die Effekte sind aber nur messbar, wenn Hammer und Feder nicht mehr verschwindend kleine Massen gegenüber der Erde haben.