Ist die Fallgeschwindigkeit vom Luftdruck abhängig?
Ich finde zu diesem Thema absolut garnichts im Internet, wenn jemand mir diese Frage beantworten kann, wenn möglich mit Quellenangabe.
9 Antworten
Natürlich ist die Fallgeschwindigkeit vom Luftdruck abhängig, diese ist umso geringer, je mehr Moleküle durch den fallenden Gegenstand zu verdrängen sind. Bei jedem Gegenstand, der in einem anderen Medium als dem Vakuum fällt, wird nach einer gewissen Fallstrecke, die abhängt von der Masse des Gegenstandes, seiner Form, seiner Geschwindigkeit und der Dichte des Mediums die gleichförmig beschleunigte in eine gleichförmige Bewegung übergehen, im Vakuum hingegen nimmt die Fallbeschleunigung zu (weil g von der Fallhöhe abhängt) und sie ist unabhängig von der Masse und der Form des fallenden Gegenstandes. Für kleine Messanordnungen (Schulversuche) hingegen kann g als konstant angenommen werden, dann bleibt auch die Fallbeschleunigung konstant. Liegt ein größer Dichteunterschied zwischen dem fallenden Stoff und dem umgebenden Medium vor und ist die Fallgeschwindigkeit noch gering, so ist auch der Einfluss der Masse des fallenden Gegenstandes zu vernachlässigen, weshalb Galilei bei Fallversuchen mit Holz- und Eisenkugeln vom Schiefen Turm zu Pisa noch keinen Unterschied messen konnte, obwohl er vorliegt.
super erklärt! Bei hohem Druck wird die Luft komprimiert, dh. es befinden sich mehr Teilchen auf demselben Raum. Folglich erhöht sich natürlich auch die Anzahl der Zusammenstöße mit Molekülen, die den Sturz bremsen.
Bitte unterscheide exakt die Fallgeschwindigkeit von der Fallbeschleunigung:
Die Fallbeschleunigung ist eine Konstante. Sie bezieht sich auf die (reibungsfreie) Beschleunigung im freien Fall und ist damit unabhängig vom Luftdruck.
Die Fallgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit die sich nach längerer Fallstrecke einstellt, ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht aus Schwerkraft, Auftrieb und Reibung. Nachdem die Reibung und der Auftrieb durchaus vom Luftdruck abhängen, stellt sich eine unterschiedliche stationäre Fallgeschwindigkeit je nach Luftdruck ein.
Was würde passieren, wenn Du so viel Luftdruck hättest, dass die Luftdichte größer wird als die Dichte des fallenden Objekts? Richtig, dann "fällt" es nach oben. Also ist schon deshalb die Fallgeschwindigkeit druckabhängig.
Luftdruck ist in diesem Fall also gleich zu setzen mit dem bloßen Vorhandensein von Luft ? Hat verschieden hoher Luftdruck verschiedene Fallgeschwindigkeit zur Folge ?
Wenn, dann nur marginal. Der CW-Wert rechnet sich so: 1m² Fläche 90° gegen den Wind hat den CW-Wert 1, alles andere was unter 90° liegt geht tiefer - so die Windschlüpfrigkeit der Fahr- und Flugzeuge von 0,32 bis 0,18. Da der Luftdruck bei angenommene 1atm liegt, wird er vernachlässigt, die Fallgeschwindigkeit ist also ein Produkt der Masse mal Erdanziehungskraft. Haben wir einmal etwas Ähnliches in Physik gehabt. Könnte dir die Adresse eines ungarischen Physikers zur Klärung anbieten :-) LG, Nx
Mit Verlaub, da ist einiges durcheinander geraten. Die Endgeschwindigkeit beim freien Fall, wenn wir dann schon den "marginalen" Luftwiderstand vernachlässigen, berechnet sich nach v = Wurzel aus 2 mal g mal h, wobei g die Erdbeschleunigung am Normort 9,81 m/(s hoch 2) und h die Fallhöhe in m ist. Man erhält dann die Endgeschwindigkeit in m/s. Die Masse kömmt in der Formel also gar nicht vor; sie kommt erst ins Spiel, wenn wir den Luftwiderstand berücksichtigen. Die Erdanziehungskraft auf den Gegenstand lassen wir auch hier besser ganz aus dem Spiel, denn sie setzt sich vektoriell zusammen aus dem Gewicht des fallenden Gegenstandes (m*g) und der Corioliskraft (wegen der Erddrehung): Da lassen wir besser den Hochschulphysiker heran.
das thema hatten sie vor ein paar tagen bei Mythbusters...die maximale fallgeschwindigkeit liegt irgendwo bei 296 khm wenn ich das richtig in erinnerung habe.
glaub der luftdruck spielt da keine rolle, die erdanziehung hingegen schon.
und wo ist die Gravitation