Frage von janaliiii, 104

Warum ist der freie Fall eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 26

Definition: Eine Beschleunigung ist dann gleichmäßig, wenn die beschleunigende Kraft konstant ist. 

Aus dem Grundgesetz der Mechanik F = m * a folgt, dass bei konstanter Kraft F und gleicher Masse m auch die Beschleunigung a konstant ist.

Da die Gravitationskraft Fg sowie die Erdbeschleunigung g nahezu konstant sind, was der Fall ist, solange man sich nicht allzuweit von der Erdoberfläche entfernt, ist der durch Fg bzw. g erzeugte freie Fall gemäß Definition eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Antwort
von ac1000, 30

"Der freie Fall ist in der klassischen Mechanik die Bewegung eines Körpers unter dem ausschließlichen Einfluss der Schwerkraft." (https://de.wikipedia.org/wiki/Freier_Fall)

Unter dem ausschließlichen Einfluss der Schwerkraft. D.h., beim freien Fall ist ja gerade ein Vakuum vorausgesetzt.

Und wenn man den freien Fall verstanden hat, dann kann man auch
untersuchen, wie sich unter realen Gegebenheiten der Luftwiderstand
auswirkt. Was dann eben kein freier Fall im Sinne der Physik mehr ist.

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 18

Warum? Weil die Welt im Schulunterricht stark vereinfacht dargestellt wird, so daß sie leichter zu berechnen, aber keineswegs immer auch leichter zu verstehen ist.

Manchmal kann man gar nicht anders, als, so wie Du, nachzufragen, wieso die es denn so "ist", wie es angeblich sein soll. Bei den Antworten, die man auf solche radikalen Fragen erhält, wird allzu deutlich, daß viele das vereinfachte Weltmodell für bare Münze genommen haben und die Warum-Frage mit dem festen Bekenntnis beantworten, daß es so ist, weil es in der Tat nun mal so ist.

Die Annahme, daß der freie Fall eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung sei, ist eine Näherung, die die Wirklichkeit ungefähr richtig beschreibt, solange man dabei nur Höhenunterschiede betrachtet, die im Vergleich zum Erdradius klein sind. Sobald man so auch für große Höhenunterschiede zu rechnen versucht, oder die Rechenergebnisse präzise mit Meßwerten aus der Wirklichkeit vergleicht, stellt man fest, daß die Annahme nicht mehr zufriedenstellend funktioniert. Man muß dann eine bessere Theorie verwenden, nämlich das Gravitationsgesetz von Isaac Newton.


Antwort
von kirbydance, 47

Beim freien Fall spielt der luftwiderstand keine rolle. Am Anfang beschleunigt man zwar für ganz kurze Zeit noch ein wenig schneller aber während des fallens beschleunigt man gleichmäßig, eben weil der widerstand keine rolle spielt und es dabei nur um Gravitation geht. Deswegen kannst du auch zb den zurück gelegten weg nur mithilfe des ortsfaktors/Gravitationsfaktors und der Geschwindigkeit (es gibt eben nur die eine geschwindigkeit) ausrechnen.

Kommentar von janaliiii ,

Also ist die Beschleunigung dann immer konstant ? (Wenn man den Luftwiderstand nicht berücksichtigt)

Kommentar von kirbydance ,

Ja, beim freien Fall (=kein luftwiderstand) ist die beschlunigung konstant bzw gleichmäßig

Kommentar von janaliiii ,

Okay vielen Dank :)

Antwort
von UlrichNagel, 27

Der "freie Fall" kann real nur auf kurzer Strecke als gleichmäßig beschleunigt angesehen werden! Durch den Luftwiderstand nimmt die Änderungsrate der Beschleunigung ab und es wird eine ungleichmäßig "beschleunigte" Bewegung bis die Beschleunigung durch den Luftwiderstand aufgehoben wird und gleichförmige Bewegung vorliegt.

Kommentar von ac1000 ,

Durch den Luftwiderstand nimmt die Änderungsrate der

"Der freie Fall ist in der klassischen Mechanik die Bewegung eines Körpers unter dem ausschließlichen Einfluss der Schwerkraft." (https://de.wikipedia.org/wiki/Freier_Fall)

Unter dem ausschließlichen Einfluss der Schwerkraft. D.h., beim freien Fall ist ja gerade ein Vakuum vorausgesetzt.

Und wenn man den freien Fall verstanden hat, dann kann man auch untersuchen, wie sich unter realen Gegebenheiten der Luftwiderstand auswirkt. Was dann eben kein freier Fall im Sinne der Physik mehr ist.

Antwort
von BastBasts, 46

weil du wenn du aus dem flugzeug springst gleichmäßig schneller wirst und nicht mal schneller und mal langsamer (reibung komplett vernachlässigt, abgeschlossenes system)

schuld daran ist übrigens die gravitation ( bei uns auf der erde mit der gravitationskonstanten g=9,81 oder für experten g=9,80665)

Kommentar von VQRPX6 ,

Kleine Anmerkung: Der Freie Fall geschieht in einem Vakuum, weshalb Reibung ohnehin nicht existiert. Des Weiteren ist g= 9,81m/s² nur der Wert für Mitteleuropa.

Kommentar von BastBasts ,

nein. man kann den freien fall auch mit reibung betrachten...

und ich geh mal ganz stark davon aus, dass sich janaliii in dieser region befindet

(davon abgesehen ändert sich der Wert jenachdem auf welcher höhe befindet aber mal ganz ehrlich das is total egal xD)

Kommentar von VQRPX6 ,

Der definierte Freie Fall (deshalb groß geschrieben) ist ohne jede Reibung. Ansonsten könnte man natürlich auch die Luftreibung betrachten.

Antwort
von Whispywhisp6, 47

Weil die Schwerkraft sich nicht ändert. Also kannst du auch nicht ungleichmäßig schnell beschleugen.

Antwort
von 1234xXx, 42

vereinfachte newtonsche Bewegungsgleichung für den freien Fall ist:

Kraft = masse x Beschleunigung = - masse x Ortsfaktor g

Beschleunigung hängt nicht von t ab -> gleichmäßige Beschleunigung

Stimmt aber nur Näherungsweise, eigentlich ist die Gewichtskraft

F(r) = - (GmM)/(|R-r|)^3   x (r-R)

alles mit Vektoren

Antwort
von fdsjl13cx, 12

Weil die Gravitationskraft konstant bleibt (und du den Luftwiderstand vernachlässigst)

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