Frage von MurmelHD, 51

Ist die Beschleunigung im Freien Fall ab einen bestimmten Zeitpunkt konstant?

Ist die Beschleunigung eines Objekts im Freien Fall ab einem bestimmten Zeitpunkt konstant?

P. S. Luftreibung, Zunahme der Gravitationskraft bei Annäherung an die Erde und der Auftrieb können bei dieser Frage vernachlässigt werden. Die Frage wurde aus privatem Interesse gestellt.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 22

Der freie Fall in einem homogenen Gravitationsfeld - und auf kleinem Raum um eine gewisse Entfernung r₀ vom Erdschwerpunkt,

Δr ≪ r₀,

ist das Erdschwerefeld nahezu homogen - ist quasi dadurch definiert, dass die Beschleunigung praktisch konstant gleich

|g› = –|e.r›·G·M/r₀²

ist (|e.r› ist der Einheitsvektor in radialer Richtung vom Zentrum weg, G die Gravitationskonstante und M die Masse der Ende), und zwar von Anfang an.

Antwort
von JTKirk2000, 6

Je näher man dem Erdmittelpunkt kommt, aber noch oberhalb der Erdoberfläche ist, je stärker wird man von der Masse der Erde angezogen und je größer ist die Beschleunigung zum Erdmittelpunkt im freien Fall, aber es gibt da auch noch die Atmosphäre oder wenn man in ein Gewässer eintaucht den Auftrieb durch die eigene Dichte im Vergleich zu der des Wassers. Und eben solche gasförmigen und flüssigen Medien bewirken Reibung, welche wiederum die Beschleunigung verringert und ebenso vermutlich auch die Fallgeschwindigkeit begrenzen.

Wenn Du all die Faktoren aus Deinem Post Scriptum herauslässt, ist diese Frage nicht zu beantworten. Sorry, aber das ist so, denn die Beschleunigung aufgrund der Anziehung zweier Massen zueinander ist nur unter Berücksichtigung der Annäherung, der entsprechenden Gravitationskraft, der Reibung und des Auftriebes durch verschiedene Medien und so weiter zu ermitteln oder zu bewerten.

Antwort
von Matthew76, 26

Wenn "alles" vernachlässigt werden soll, dann ist die Beschleunigung konstant bei 9,81 m/s² - unabhängig von der Zeit.

Antwort
von dompfeifer, 10

Im freien Fall (unter den obigen Annahmen, also kein Luftwiderstand, konstante Gravitationskraft) ist die Beschleunigung immer konstant und nicht "ab einem bestimmten Zeitpunkt"! Die Beschleunigung ist immer gleich dem jeweiligen Ortsfaktor, bei etwa 9,81 m/s² in Erdnähe.

Antwort
von Viktor1, 31

Ja , fast, wenn die Kraft des Luftwiderstandes gleich der aus Beschleunigung ist. Dies wird ja beim Fallschirm genutzt.
Wie du dir denken kannst hängt dies also von der "Form" und Größe im Verhältnis zum "Gewicht" ab und auch von der Dichte der Atmosphäre, welche ja von oben her zu nimmt.

Kommentar von Viktor1 ,

Nachtrag:
natürlich bleibt die Beschleunigung konstant wenn keine anderen Parameter berücksichtigt werden sollen.

Kommentar von SlowPhil ,

Ja , fast, wenn die Kraft des Luftwiderstandes gleich der aus Beschleunigung ist. Dies wird ja beim Fallschirm genutzt.

Bei Kräftegleichgewicht ist die Geschwindigkeit konstant. Der FS schrieb »Beschleunigung« und scheint diese auch gemeint zu haben.

Antwort
von SushiKing27, 31

Die Beschleunigung ist mit 9,81m/s^2 auf der Erde immer konstant. Nur die Geschwindigkeit nimmt zu, allerdings, wie du schon gesagt hast, nur bis zu einem gewissen Zeitpunkt.

Kommentar von Raskolnikow21 ,

"Die Beschleunigung ist mit 9,81m/s^2 auf der Erde immer konstant."

Nur, wenn man die Luftreibung vernachlässigt. Andernfalls ist irgendwann die Beschleunigung = 0.

Antwort
von ThomasJNewton, 2

Je mehr sich der Luftwiderstand bemerkbar macht, um so weniger ist es ein "Freier Fall".

Im freien Fall ist die Beschleunigung konstant, sie nimmt aber wegen des Luftwiderstands ab, bis sie schließlich Null ist.
Und eine Bewegung ohne Beschleunigung hat eine konstante Geschwindigkeit.

OK, auch eine konstante Beschleunigung, die ist nämlich konstant Null.

Antwort
von u3070, 23

Ich kann es dir nicht Mathematisch belegen...

Aber ein ganz klares ja! Viele Menschen nehmen an, dass ein vom Hochhaus geworfener Kieselstein Passanten töten könnte, da er im freien Fall immer weiter beschleunigt. Dem ist nicht so. Die Beschleunigung erreicht eine Konstante.

Kommentar von Dovahkiin11 ,

Es ist genau anders herum. Die Luftreibung an einem Kieselstein wirkt der Erdbeschleunigung entgegen und verringert den resultierenden Betrag der Beschleunigung (keine Konstante)

Einen konstanten resultierenden Betrag erreicht die Beschleunigungsrate, wenn alle Faktoren wie Reibungen vernachlässigt werden, wie im Beispiel des TE. Vielleicht habe ich dich aber auch falsch verstanden.

Kommentar von SlowPhil ,

Die Beschleunigung erreicht eine Konstante.

  1. Nicht die Beschleunigung, sondern die Geschwindigkeit nähert sich einer Konstanten.
  2. Das ist kein Freier Fall mehr, außer ganz am Anfang, wenn der Luftwiderstand noch nicht greift.
  3. Der Luftwiderstand soll laut FS vernachlässigt werden.

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community

Weitere Fragen mit Antworten