Stimmt es überhaupt, dass im freien Fall Schwerelosigkeit vorliegt, oder gilt dies erst nach erreichen einer konstanten Fall-Geschwindigkeit?
6 Antworten
Ja, es stimmt. Es ist keine konstante Fallgeschwindigkeit nötig.
Obwohl es in der Sprache häufig so beschrieben wird, liegt beim freien Fall keine Schwerelosigkeit vor. Schwerelosigkeit tritt ein, wenn die Kraft der Erdanziehung auf ein Objekt aufgehoben wird, was in der Regel nur in sehr großen Höhen oder im Weltraum vorkommt.
Im freien Fall befindet sich ein Objekt jedoch noch in der Anziehungswirkung der Erde und beschleunigt daher mit der Erdbeschleunigung g nach unten. Ein Körper im freien Fall erreicht jedoch nach einiger Zeit eine konstante Fallgeschwindigkeit, wenn die Luftwiderstands- und Reibungskräfte vernachlässigbar werden können. In diesem Zustand beschleunigt das Objekt nicht mehr und die Beschleunigung ist gleich Null. Da die Beschleunigung gleich Null ist, fühlt man sich wie in Schwerelosigkeit, weil die Körpernicht mehr durch die Erdbeschleunigung in eine Richtung beschleunigt werden und somit die Gewichtlosigkeit empfunden wird.
beim Erreichen einer konstanten Fallgeschwindigkeit herrscht eine Kraft durch den Strömungswiderstand. Dann ist man nicht mehr schwerelos. Im Vakuum ist der Fall immer schwerelos, dh der Fallende misst keine Kraft.
Ähnliches merkt man doch auch beim Achterbahnfahren, wenn man sozusagen im freien Fall herunterfährt
auf der Achterbahn ist man nie im freien Fall. Entweder man sitzt ganz vorn im Zug und wird vom Rest zurückgehalten, der noch aufwärts fährt, oder man sitzt hinten und wird vom Rest beschleunigt, der schon abwärts fährt, oder in den Weg abwärts ist eine Kurve eingebaut etc.
Freien Fall hat man vom 10m Brett im Schwimmbad, den sich nicht viele zutrauen, weil man da falsch aufkommen kann.
"Schwerelosigkeit" ist nur ein anderes Wort für den freien Fall, nur leider ziemlich missverständlich. Schwerelosigkeit ist der Zustand, in dem ein Körper ausschließlich den Schwerefeldern ausgeliefert ist und keinen anderen Kräften.
Bei einer konstanten Fallgeschwindigkeit ohne Beschleunigung muss ja eine Kraft der Beschleunigung entgegenwirken. Dann handelt es sich bestenfalls um einen eingeschränkten freien Fall bzw. eingeschränkte Schwerelosigkeit.
Im Gegenteil - die Schwerelosigkeit wird nur da empfunden, wo der Fall noch mehr oder weniger unbeeinflusst vom Luftwiderstand "frei" ist - nach Stabilisierung durch den Luftwiderstand - je nach angelegten "Ohren" so mindestens 180 km/h und maximal um die 260 km/h wird nicht mehr weiter beschleunigt, und man empfindet wieder die Schwerkraft m*g.
Für das ideale Empfinden der Schwerelosigkeit auf der Erde ist eine Beschleunigung mit a = g nach unten erforderlich. Solange diese einwirkt, ist der Körper "schwerelos". Das wird besonders eindrucksvoll beim sogenannten Parabelflug.
Aber jetzt mal anders gefragt: Wenn ein Auto beschleunigt, wird man in den Sitz gedrückt. Etwas Ähnliches merkt man doch auch beim Achterbahnfahren, wenn man sozusagen im freien Fall herunterfährt. Im Zustand der Schwererlosigkeit wird man doch nirgendwo gegengedrückt. Und ich meine auch, dass beim Sprung kurz nach dem Sprung gewisse kräfte im Inneren des Körpers wirken und wenn man länger fällt, merkt man nichts bis zum Aufschlag.