Gibt es beim Freien Fall immer eine Beschleunigung?
Hat nichts mit Schule zu tun, ist nur mal so auf reinem Interesse: Wird beim freien Fall die ganze Zeit beschleunigt, oder besteht irgendwann eine konstante Geschwindigkeit, wo nicht mehr beschleunigt wird?
15 Antworten
Auf der Erde in Deutschland wird mit 9,81 Meter pro Sekunde im Quadrat beschleunigt. Unendlich lange theoretisch und das im Vakuum also ohne Luftwiderstand.
Du meinst willst aber wahrscheinlich wissen, ob man z.B. beim Fallschirmsprung ab einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt. Natürlich hängt die genaue Geschwindigkeit von Faktoren wie Fallhöhe, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit aber auch Position, Art der Kleidung usw ab. Ein normaler Fallschirmspringer mit bei uns durchschnittlichen o.g. Bedingungen kommt auf ca. 250 Kilometer pro Stunde.
Es wirkt immer eine beschleunigende Kraft auf das fallende Objekt, die durch das Gravitationsfeld ausgelöst wird.
Im Vakuum würde die Geschwindigkeit einer Masse in einem homogenen Gravitationsfeld (das ist eine Idealisierung, passt aber bei der Erde ganz gut, wenn man "in Bodennähe" ist) daher linear zunehmen.
Fällt ein Objekt in einem Fluid (z. B. Luft), so wirkt eine zusätzliche Kraft, in entgegengesetzte Richtung zur momentanen Bewegung des Objekts. Diese Kraft ist abhängig von der Momentangeschwindigkeit des Objektes, der Geometrie des Objektes und den Eigenschaften des Fluids. Mit zunehmender Momentangeschwindigkeit wird diese Gegenkraft immer stärker. Wenn die Geschwindigkeit erreicht ist, an der sich Gravitationskraft und Gegenkraft ausgleichen (vektoriell gleicher Betrag, entgegengesetzte Richtung), nimmt die Geschwindigkeit des Objektes nicht mehr zu.
Der menschliche Körper erreicht zum Beispiel in Luft eine Geschwindigkeit von 200 km/h. Das nennt man die so genannte Terminalgeschwindigkeit. Wenn ein Fallschirmspringer aus dem Flugzeug springt, nimmt seine Fallgeschwindigkeit anfangs stark zu. Die Zunahme wird aber mit Annäherung an die Terminalgeschwindigkeit immer geringer und er wird kaum wesentlich schneller als 200 km/h, es sei denn er ändert seine "Geometrie" signifikant, z. B. indem er die Arme und Beine anzieht oder sich zu einer Kugel zusammenrollt. Dann kann er auch mit einer höheren Geschwindigkeit als 200 km/h fallen.
wichtig wäre vllt dabei noch zu wissen wie die Fallbeschleunigung g ist. g beträgt im normalen Fall 9.81 m/s² dies kaqnn aber auch in anderen Büchern anders stehen. Doch dies ist der Wert mit dem man normaler Weiße rechnet. Aber schon geamcht NoHumanBeing=) besser kann man es nicht formulieren
der konkrete Begriff des freien Falls beinhaltet einen Körper, der von einem großen, massereichen Objekt wie der Erde unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes angezogen wird. So betrachtet wird der Körper so lange beschleunigt, bis er auf der Oberfläche auftrifft. Betrachtet man das ganze mit Luftwiderstand, gibt es(natürlich) eine maximale Geschwindigkeit, die erreicht werden kann.
Die ERdbeschleunigung wirkt konstant. Aber der Luftwiderstand wirkt dem entgegen. Der Luftwiderstand steigt mit der Geschwindigkeit.. Sobald die negative Beschleunigung (Bremswirkung) so groß ist wie die Erdbeschleunigung, bleibt die Geschwindigkeit gleich.
Die Geschwindigkeit bleibt konstant, sobald der Luftwiderstand die Erdbeschleunigung ausgleicht. Man wird also dauerhaft beschleunigt, aber bei einer bestimmten Geschwindigkeit auch genauso stark abgebremmst.
Nachtrag: Falls Du Dich für die exakte Physik dahinter interessierst, siehe auch hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity
Der Artikel ist zwar englischsprachig, aber (noch) weitaus informativer, als das deutschsprachige Pendant.