Welcher Körper erfährt mehr Luftwiderstand?
1) Elefant
2) Feder
3) beide gleich
Normalerweise müsste ja der Elefant mehr Luftwiderstand erfahren, da er ja eine größere Masse, bzw Fläche hat. Im Verhältnis zur Masse würde die Feder vielleicht mehr erfahren, aber bei dieser Fragestellung sollte es doch der Elefant sein oder?
5 Antworten
Die Masse hat nichts mit dem Luftwiderstand zu tun. Der Widerstand eines Körpers ist abhängig von der Dichte des Mediums (hier Luft), der Querschnittfläche A eines Körpers, dessen Geschwindigkeit und dem Strömungswiderstandskoeffizienten. Der Elefant erfährt also mehr Luftwiderstand.
Achtung: In einem Vakuum, also wenn keine Luft vorhanden ist, gibt es keinen Luftwiderstand und alle Körper fallen gleich schnell.
Die Masse ist für den Luftwiderstand völlig egal.
Wenn du mit dem Auto fährst und du hälst aus einem Fenster eine Feder und aus dem anderen einen Elefanten, wirst du merken, dass der Elefant wesentlich mehr Luftwiderstand hat. Grund ist natürlich die gößere Oberfläche. (Und seine schlechten aerodynamischen Eigenschaften.)
Tipp: Wenn du die Feder mit der Spitze voran durch den Wind schickst, ist ihr Luftwiderstand gar nicht so groß.
Der Elefant natürlich.
Er hat zwar den besseren cw Wert - erst recht wenn er die Ohren anlegt.
Aber dafür eine bei weitem größere Querschnittsfläche...
...selbst mit angelegten Ohren.
;-)
Der Elefant erfährt mit seiner größeren Oberfläche natürlich den größeren Luftwiderstand. Nichts anderes ist hier gefragt.
Falls die Frage aus dem Schulunterricht stammt, ist Vorsicht geboten. Manche Lehrer erwarten, daß man die Frage im Zweifelsfall so versteht und beantwortet, wie sie "gemeint" ist, und nicht, wie sie dasteht.
Die Ungewißheit kann Absicht sein: Sie kann dazu anregen, das Thema von mehreren Gesichtspunkten aus zu durchdenken. Man kann dabei u. U. mehr lernen als durch eine allzu simpel gestellte Frage, z. B. indem man eigene vorschnelle Antworten durchschaut und so das eigene Denken zu analysieren lernt.
Da die Kunst, fremde Gedanken zu lesen aber jedenfalls nicht zum Schulstoff gehört und man sich dabei allzu leicht irren kann, empfehle ich, bei Zweifeln am Inhalt gestellter Fragen (a) zu sagen, daß etwas unklar ist und sich vielleicht mehrere Verstehensmöglichkeiten anbieten und (b), soweit man das kann, jede Variante, die man für den Sinn der Frage sieht, zu beantworten.
Wie Du ja ganz richtig siehst, hat der Elefant mehr Luftwiderstand, aber die Feder hat mehr Luftwiderstand im Verhältnis zur Masse (weswegen sie auch langsamer runterfiele als der Elefant, wenn man zum Vergleich beide fallenließe.)
Naja, explizit steht da nichts vom Fallenlassen. Aber was da steht, fordert dazu heraus, Ungesagtes dazuzudenken. Es steht da nämlich etwas vom Luftwiderstand. Das ergibt nur Sinn, wenn dazugedacht wird, daß Elefant und Feder sich durch die Luft bewegen, oder aber, daß man sie in den Windkanal steckt und anbläst. Welcher Art die Bewegung durch die Luft sein soll, ist bis hier noch offen. Nun ist der eine genannte Gegenstand, die Feder, unter allen Dingen die gebräuchliche begriffsspendende Metapher für "federleichte" Gegenstände. Das legt den Gedanken nahe, daß das Gewicht eine Rolle spielen könnte, und damit den Gedanken, daß der andere genannte Gegenstand, der Elefant, bekanntlich das schwerste Landtier auf diesem Planeten, hier nicht zufällig, sondern seines Gewichtes wegen, als Vergleich dient. Beide Motive zusammen in demselben Text ‒ Bewegung durch die Luft und exemplarisch leichte bzw. schwere Objekte ‒ kombinieren sich ganz von selbst zum Szenario des freien Falls durch die Luft.
Vom Fallenlassen steht da gar nichts.