Experiment zum freien Fall .?

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6 Antworten

> was kann ich daran jetzt feststellen?

Du kannst als erstes ein Diagramm machen (Millimeterpapier oder Excel, je nach dem, was Du kannst). Naheliegend wäre, die Fallzeit über der Höhe (oder auch umgekehrt) aufzutragen, und das für jede Masse getrennt.

Getrennt heisst, im selben Diagramm, aber unterschiedliche Symbole, z.B. Kreise für die leichten, Quadrate für die schweren Kugeln.

Anschließend kannst Du versuchen, aus der Form der erhaltenen Kurve und den im Mathe-Unterricht behandelten Kurvenformen zu erraten, wie wohl die Gleichung für den Zusammenhanf Fallhöhe in Abhängigkeit von der Zeit aussehen könnte.

Auf den Ball wirken beim Fallen zwei Kräfte, die Gewichtskraft nach unten und der Luftwiderstand nach oben. Die Gewichtskraft hängt von der Masse ab, der Luftwiderstand von der Querschnittsfläche, der Geometrie (ausgedrückt durch den cw Wert), und der Dichte der Luft.

Um hier aussagekräftige Ergebnisse zu bekommen, musst du darauf achten, immer nur eine der Größen zu variieren und nicht alle auf einmal.

Du könntest auf der Rechtsachse (x - Achse) die Zeit auftragen, und auf der Hochachse die Wurzel aus der Höhe. Dann müsste das Schaubild eine Gerade sein. Aus der Steigung kannst Du die Fallbeschleunigung ermitteln. Das machst Du für jeden Ball einzeln. Bei ganz kleinen oder leichten Bällen müsste das Schaubild etwas tiefer liegen.

Besserer versuch: nimm zwei identische Flaschen, aber füll eine mit Wasser und die andere bleibt leer! Dann lässt du beide gleichzeitig fallen und wirst sehen dass sie gleichzeitig unten ankommen! Das zeigt dir, dass die Masse nichts daran beeinflusst!

lks72 31.03.2015, 16:03

Das ist falsch. Bei gleicher Geometrie fallen schwerere Gegenstände selbstverständlich schneller als leichte. Nun ist das Beispiel mit den Flaschen vielleicht nicht aussagekräftig genug, weil beide Flaschen sehr schwer sind. Bei einer Stahlkugel und einer gleich großen Stryroporkugel fällt die Stahlkugel aber deutlich schneller zu Boden. Dies gilt selbstverständlich beim Fallen in Luft, ohne Luft fallen beide gleich schnell

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whollop 31.03.2015, 16:06

Ja klar, das Flaschenexperiment ist auch eher für die Leute die es nicht schaffen mal eben im Wohnzimmer eine Vakuumkammer zu betreiben...

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lks72 31.03.2015, 16:10
@whollop

Die Frage ist ja, worauf es dem Fragesteller ankommt. Auf einen realen Fall (dann zum Beispiel mit ineinandergesteckten Papierkegeln durchführen) oder auf einen wirklich freien Fall ohne Luftwiderstand, dann wie von dir vorgeschlagen möglichst klein und möglichst schwer. Der einzige Grund, einen solchen Versuch durchzuführen, liegt aber meines Erachtens darin, die Gravitationsfeldstärke g experimentell zu bestimmen. Hier muss der Fragesteller sich aber äußern.

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whollop 31.03.2015, 16:14

Wow, du scheinst dich extrem gut mit Physik auszukennen :-0

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Also außer Geschwindigkeit und so .. ich meine sowas in der richtung neue erkenntnisse, also als hätte ich mir vorher überlegt, zu welchem zweck ich das experiment mache ^^

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