Wieso fällt ein Stück Papier nicht so schnell auf den Boden wie eine Stahlkugel Ist das immer so?
Ist für die Schule :)
12 Antworten
Im Vakuum fallen alle Gegenstände gleich schnell zu Boden (Erdbeschleunigung 9,81 m/s^2). In der Atmosphäre fallen schwere Gegenstände (Material mit hoher Dichte) mit vergleichsweise kleiner Oberfläche schneller, da der Luftwiderstand im Verhältnis zum Gewicht kleiner ist, als leichte Gegenständen mit vergleichsweise grosser Oberfläche.
Nein, das ist nicht immer so. Wenn man beispielsweise den Versuch im Vakuum durchführt, wird man merken, dass Papier und Stahlkugel gleich schnell auf den Boden fallen.
In der Luft ist es so, dass auf das Papierstück aufgrund der Form und einer in der Regel größeren Bezugsfläche im Vergleich zu einer entsprechenden Stahlkugel einen größeren Strömungswiderstand besitzt. Aufgrund des größeren Luftwiderstands wird das Stück Papier dann langsamer zu Boden fallen als die Stahlkugel.
Stichwort: Luftwiderstand bzw. Strömungswiderstand
1) Luftwiderstand
2) Immer?
- Wenn sonst keine Masse vorhanden ist, dann "fällt" es gar nicht.
- Wenn beides im Vakuum fällt, dann fällt beides gleich schnell (auf der Erde schneller als auf dem Erdenmond)
- Wenn man den Fall durch ein Objekt (Tisch) verhindert, dann fällt es gar nicht.
Gruß
Weil der Luftwiderstand entgegenwirkt und die flache Form des Papiers auch nicht gerade aerodynamisch ist. Im Vakuum würden beiden gleich schnell fallen, aber das höhere Gewicht und die runde Form erlauben es der Stahlkugel viel besser, die Luft zu verdrängen.
Nein, ist es nicht. Mit "Gewicht" meine ich natürlich die Dichte. Das verdrängte Material "Luft" hat eine viel geringere Dichte als die Stahlkugel, nicht aber als das Papier. Wäre das Papierblatt aus Stahl, würde es trotz gleicher Form auf jeden Fall schneller fallen als das Zelluloseblatt.
Es liegt einzig an Luftwiederstand und Reibung ...
Das Gewicht spielt nur eine sehr geringe Rolle.
Sobald die maximale Fallgeschwindigkeit erreicht wird fallen eine Stahlkugel und eine Plastikkugel nämlich gleichschnell - gibt dazu paar Videos auf YT ...
Sobald die maximale Fallgeschwindigkeit erreicht wird fallen eine Stahlkugel und eine Plastikkugel nämlich gleichschnell
Konstante Fallgeschwindigkeit herrscht, wenn das Gewicht gleich der Kraft des Strömungswiderstands ist, und die ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit. Bei gleichgroßen Kugeln aus verschieden dichtem Material wird die schwerere dieses Gleichgewicht darum erst bei höherer Fallgeschwindigkeit erreichen als die leichtere.
Ich sprach von maximaler Fallgeschwindigkeit ... Wenn man einen Amboss und eine kleinere Stahlkugel aus 10 KM Höhe fallen lässt, sollten sie zeitgleich aufprallen, obwohl der Amboss schwerer ist...aber beide die maximale Fallgeschwindigkeit erreichen...
Das gilt im Prinzip für jedes Material, solange die maximale Fallgeschwindigkeit erreicht wird - im Vakuum reicht dazu auch eine Feder ;-)
Das Gewicht ist bei der Verdrängung völlig egal.