Fallen die Kugeln gleichzeitig auf dem Boden - Freier Fall?
Hallo, ich brauche etwas Erklärung, ob die Kugeln gleichzeitig am Boden ankommen. Eigentlich klar, weil es der Freie Fall ist. Aber kann mir es jemand etwas besser erklären warum? Ich schreibe morgen eine Arbeit und mir fehlt da ein wenig Verständnis für
Deswegen wäre ich jeden dankbar, wenn er mir helfen könnte
3 Antworten
Zwei verschieden große Stahlkugeln [...]
bedeutet ja eigentlich, du hast zwei sphärische Objekte mit unterschiedlichem Radius und gleicher Dichte. Wenn wir einen freien Fall anschauen, so gibt es unterschiedliche Effekte
Fall mit Luftreibung: In dem Fall würden zunächst beide Kugeln gleich beschleunigt werden und bei der selben Geschwindigkeit, die selbe Kraft in form von Luftreibung erfahren. Da die größere Kugel dann schwerer sein wird, ist dort die resultierende Kraft im Schnitt größer, weshalb sie auch dauerhaft schneller fallen wird als die leichtere. (-> Größere Kugel kommt zuerst an)
Fall ohne Luftreibung: Hier ist es so, dass an den Masseschwerpunkten die Schwerkraft angreift, so wie davor. Im freien Fall ohne sonstige Einflüsse heben sich die Effekte von Beschleunigung und Trägheit auf, wodurch beide Kugeln gleich schnell fallen werden. Da allerdings die große Kugel ja einen größeren Radius hat, kommt es drauf an wie sie losgelassen wurden. Wenn am Anfang nur die Schwerpunkte auf derselben Höhe waren, so kommt die große Kugel trotzdem schlicht alleine wegen seiner Größe zuerst auf den Boden auf. Wurden die Kugel auf ein Brett o. Ä. gelegt, d.h. sie haben einen gemeinsamen, tiefsten Punkt, dann würden sie (da beide ja gleich schnell sind) gleichzeitig aufkommen.
Außerdem kommt es natürlich auch noch auf gewisse Anfangsgeschwindigkeiten an etc. aber spätestens dort sollte man wohl aufhören ;)
Nein sie kommen nicht gleichzeitig am Boden an aufgrund des unterschiedlichen Luftwiderstandes der verschieden großen Kugeln
Die große Kugel ist in der Praxis auf der Erde ein ganz klein wenig schneller unten, weil das Verhältnis aus Oberfläche und Masse zugunsten der Masse ausfällt.
Doppelter Radius-> vierfache Oberfläche
-> achtfache Masse
Im Vakuum wäre das gleich, weil dann dieses Verhältnis wegen der fehlenden Luftreibung keine Rolle spielt. Dann wäre es auch in der Tat ein "freier Fall".
Daher muss die ganz korrekte Antwort dennoch heißen: "Beide gleich schnell".
Danke für die Antwort. Wenn wir aber die Aufgabe ohne Luftwiderstand betrachten?