Höchstgeschwindigkeit beim Freien Fall

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Da gibt es keine theoretische Begrenzung. Praktisch ist natürlich jede Fallstrecke in diesem Sinne begrenzt. Der "fallende" Körper wird ja nur beschleunigt, weil er sich im Gravitationsfeld eines anderen Körpers befindet, auf den er sich zubewegt (Du nennst das "nach unten fallen", also auf irgend einen "Boden" zu). Das kann nur mit einem Zusammenprall beider Körper enden oder mit einer endlosen Kreisbeschleunigung. In letzterem Fall bleibt die Bahngeschwindigkeit konstant. Die lineare Beschleunigung endet also so oder so.

Die Kreisbahn (oder allgemein die elliptische Umlaufbahn) ist aber kein Endzustand eines freien Falls, sondern ist selbst freier Fall. In so einen Orbit kann man nicht von außerhalb hineinfallen. Man erreicht ihn nur durch ein entsprechendes Einschußmanöver mit dem Triebwerk, also mit einer zusätzlichen Impulszufuhr unabhängig vom Gravitationsfeld.

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@Franz1957

Die Kreisbahn ist selbst ein freier Fall, richtig. Allerdings ohne lineare Beschleunigung, die ist also damit beendet. Dem zweiten Teil Deiner Einlassung stimme ich nicht zu:

Das "Hineinfallen in den Orbit" ist physikalisch der statistische Regelfall, weil ja zwei Körper, die sich aufgrund ihrer Gravitation aufeinander zu beschleunigen, in aller Regel vorher nicht den gleichen Geschwindigkeitsvektor hatten, das wäre ein gigantischer Zufall. Die Körper fliegen also praktisch immer (wie z.B. Meteoriten) in einem Winkel aufeinander zu, der vom Halbkreis abweicht. Damit müssen sie theoretisch immer im Orbit landen (wie z.B. Doppelgestirne). Für einen Zusammenprall müssten sie zufällig auf einer Geraden aufeinander zusteuern. Oder die Winkelabweichung von der Geraden ist so klein, dass sich die Körper aufgrund ihrer Ausdehnung begegnen. Dann gibt es einen ordentlichen Drehimpuls anstelle des Doppelgestirns. Das ist der Grenzfall.

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Halte Dich bitte an die sehr gute Antwort von Dompfeifer.

Nur zur Veranschaulichung, wie rasch eine erhebliche Geschwindigkeit im freien Fall [ohne (nennenswerte) Luftreibung] erreicht wird: Denke an Felix Baumgartner und seinen Rekord-Fallschirmabsprung, der hatte im Nu die Schallgeschwindigkeit (knapp) überschritten.

Der Beitrag der Wikipedia zum Thema freier Fall ist recht lesenswert. Es macht auch Spaß mit den großteils recht einfachen Formeln durch Einsetzen von Werten zu experimentieren.

LG

yep...
aber dann bräuchte man schon mindestens ein supermassereiches schwarzes loch im zentrum einer galaxie, um auf so große distanz mit einer nennenswerten beschleunigung wirken zu können, an sonsten fällt man ja an der gravitationsmasse vorbei, noch lange bevor man die lichtgeschwindigkeit erreicht...

Hängt das dann auch mit dem Gammablitz zusammen? Ich glaube das ist der letzte Schei der Materie oder so.

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@christl123kp

jo, gammablitze kommen auch vor. aber nur, wenn die galaxie aktiv ist, also zu einem quasar geworden ist.
sonst nicht!
aber dann würde auch die akkretionsscheibe anders aussehen^^

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Ich glaube da wird es keine Begrenzung geben, denn das Einzige, was bremst ist ja der Luftwiderstand. Man kann nur mutmaßen was mit dem Gegenstand passiert ab Geschwindigkeit X.

Du gehst offenbar von einem konstanten Gravitationsfeld aus. Sowas gibt es aber auf größere Entfernungen nicht. Kann man auch nicht "konstruieren", weil es keine gerichteten Gravitationsfelder gibt :-)

Deshalb immer die alte Newtonsche Formel F = G * m1 * m2 / r^2

In der Frühzeit der Raketentechnik hat man da viel drüber nachgedacht. Die Frage wurde genau umgekehrt gestellt: "Wie hoch muss die Geschwindigkeit einer Rakete sein, damit sie das Gravitationsfeld der Erde/der Sonne verlassen kann?"

Das kann man elementar ausrechnen: 11,2 m/s bzw. 42 m/s.

Ganz Wagemutige haben auch ausgerechnet, wie man aus der Milchstraße raus kommt, dazu braucht man 300 m/s.

Umgekehrt ist das die Geschwindigkeit mit der ein Körper auf der Erde aufschlägt der aus besagter Gegend kommt.

Wenn Du irgendeinen anderen Körper nimmst (m,R) kannst Du das selbst ausrechnen.

Bei einem Schwarzen Loch ist das in der Tat "c".

Du gehst offenbar von einem konstanten Gravitationsfeld aus ...

Schon richtig, bei einem Fallschirmabsprung spielen zwar solche Erwägungen kaum eine Rolle. Bei bestimmten anderen Quellen der Gravitation aber könnte Spaghettisierung auftreten ...

:-)

klugsch@iss: Du hast auf ein "k" vor m/s vergessen ...

LG

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@derastronom

Es ging ums Prinzip! Was spielt da der Faktor 1000 für eine Rolle? :-)

Danke fürs Aufpassen!! War schon spät gestern...

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