Warum fällt alles gleich schnell?
Ohne Luftwiderstand würde ja alles gleich schnell fallen, warum? Wenn etwas stärker angezogen wird, weil es eine höhere Masse hat, müsste es dann nicht auch schneller fallen? Mir ist bekannt dass dies nicht der Fall ist, aber warum?
6 Antworten
aber warum?
Diese einfache Überlegung macht alles klar:
Du hast zBsp. 10 Massen mit Abstand von je 1 kg, mit Abstand, welche gleichzeitig vom "fallen", von gleicher Höhe gestartet.
Was sollte sich an der Fallgeschwindigkeit ändern, wenn ich diese beim Start nebeneinander platziere oder diese ganz zusammenbringe wie eine Masse ?
Umgekehrt - das Aufteilen einer Masse in mehrere Einzelmassen, bewirkt dann auch nichts anderes.
In Worten:
Bei doppelter Masse ist zwar die Erdanziehung doppelt so groß, dafür ist aber auch die Trägheit des Körpers doppelt so groß und dann gilt eben hebt sich gegen hebt sich.
In Formeln:
Die Geschwindigeit bei einer gleichmäßigbeschleunigten Bewegung berechnet sich zu:
v = a * t
sie ist also nur von der Beschleunigung und der vergangenen Zeit abhängig. Lässt man zwei unterschiedlich schwere Körper fallen, haben sie daher bei gleicher Beschleunigung auch jederzeit dieselbe Geschwindigkeit.
Die Beschleunigung, die auf einen Körper wirkt, ergibt sich aus dem Grundgesetz der Mechanik:
F = m * a
a = F / m
Die Schwerkraft, die auf einen Körper wirkt berechnet sich zu:
F = m * g
oben eingesetzt:
a = F / m = m * g / m = g
Ergebnis: egal, welche Masse ein Körper hat, er wird immer mit der Erdbeschleunigung beschleunigt.
In der Praxis:
Dass sich sogar ausgewachsene Physiker freuen können wie kleine Kinder, wenn sie mit eigenen Augen sehen, dass die Theorie auch in der Praxis funktioniert, kannst du in diesem Video sehen:
Wenn etwas fällt wird es mit 1 g )circa 9,8 m/s²) Beschleunigt. Dabei ist vollkommen egal wie schwer es ist.
Schau dir die entsprechenden Formeln (Freier Fall, etc) mal an, da kommt nirgend wo das Gewicht des Gegenstands vor.
Das Liegt nicht am luftwiderstand sondern an der Schwerkraft und je höher was weg ist desdo geringer ist die anziehungskraft.
Die Erdbeschleunigung beträgt immer 9,81 m/s^2 (1 g). Das gilt für alle Körper, sowohl für leichte wie auch für schwere.
Schwere Körper haben zwar eine höhere Gewichtskraft, aber auch mehr Masse (Trägheit) und brauchen darum zur Beschleunigung entsprechend mehr Kraft, d.h. die Beschleunigung bleibt gleich.