3. Newtosches Gesetz beim Luftwiderstand?
Hallo, Ich frage mich schon seit längeren, wie die Widerstandskraft beim freien Fall kleiner als die Gewichtskraft sein kann, mit der der Körper beschleunigt wird. Nach meinem Verständnis der Körper mit einer bestimmten Kraft nach unten und bescheuert dabei ebenfalls die vor ihnen liegenden Luftmoleküle. Diese müssten wir wieder nach Newton III eine entgegengesetzter, aber gleich große Kraft auf den Körper ausüben, so dass sich dieser eigentlich nie beschleunigen kann, da immer ein Kräfte Gleichgewicht herrscht. Trotzdem ist die Luftwiderstandskraft immer geringer, was ja auch übereinstimmt mit der Formel dieser, die die Abhängigkeit von V zeigt. Wie ist das in Übereinstimmung mit Newton III?
mich bitte um Rückmeldung
3 Antworten
Du verwechselst Newton 3 mit zwei Kräften auf einen Körper . Auf dem Körper wirken zwei Kräfte , die Gewichtskraft vom Gravitationsfeld nach unten und der Luftwiderstand der Luft nach oben . Die Summe dieser beiden Kräfte ergibt die resultierende Kraft auf den Körper, F(res), und dies führt zu a = F(res) / m zur Beschleunigung
So, jetzt Newton 3: dies hat damit gar nichts zu tun, sondern ist nur eine komplizierte Formulierung der Impulserhaltung . Actio und Reactio sind beides Kräfte an der gleichen Stelle, hier der Schnittfläche von Körper zu Luft, nur auf zwei verschiedene Körper bezogen , konkret : Auf den Körper wirkt der Luftwiderstand nach oben, und an der gleichen Stelle, der Schnittfläche wirkt die gleich große Kraft nach unten , und zwar auf die Luft . Diese beiden Kräfte sind natürlich gleich, aber sie greifen an unterschiedlichen Körpern an und können nicht addiert werden. Also, natürlich kannst du beide Kräfte addieren , aber da sie auf unterschiedliche Körper wirken , ergibt dies keinen Sinn.
. Diese müssten wir wieder nach Newton III eine entgegengesetzter, aber gleich große Kraft auf den Körper ausüben
ja, eine gleich große kraft wie jene die der körper auf die luftmoleküle ausübt. nicht wie jene die die erde auf den körper ausübt.
die kräfte die auf den körper wirken (die der luftmoleküle und die gravitationskraft der erde) sind also NICHT im gleichgewicht.
Newton 3 sagt übrigens nichts anderes als impulserhaltung. vielleicht ist es so einfacher zu verstehen.
Wie kann ich mir erklären, dass nicht die gesamte Gewichtskraft die Luftmoleküle beschleunigt, sondern eben nur der Teil der Kraft der auch als Luftwiderstandskraft nach oben wirkt? Genau da hackt es bei mir.
Ich gehe davon aus, dass wenn der Körper durch Fg beschleunigt wird, dass dann auch die Luftmoleküle die er vor sich her schiebt mit Fg beschleunigt werden.
das ist aber falsch.
du verwechselst kraft und beschleunigung. das ist nicht dasselbe.
Wie müsste die Kraft dann eigentlich auf die Luft sein? Wie kann ich mir das erklären?
Lassen wir mal die Newton Nummern außen vor. Nach unten zerrt die Gewichtskraft und entgegen der Bewegung wirkt der Luftwiderstand bzw. Die Luftwiderstandskraft. Dann sagt uns Freund Newton : a = Summe aller Kräfte / Masse. Ist die Summe de Kräfte = 0 haben wir auch keine Beschleunigung mehr. die Luftwiderstandskraft berechnet sich aus einem Faktor der sich Widerstandsbeiwert cw nennt, multipliziert mit der Dichte des Mediums, der angeströmten Fläche und dem Quadrat der Geschwindigkeit
Fw = cw * 1/2 * rho * v^2 * A.
ein Körper im freien Fall beschleunigt solange Fw<Gewichtskraft ist… danach bleibt die Geschwindigkeit konstant… z.b. Endgeschwindigkeit eines Fallschirmspringers.
Ich gehe davon aus, dass wenn der Körper durch Fg beschleunigt wird, dass dann auch die Luftmoleküle die er vor sich her schiebt mit Fg beschleunigt werden.