Mit wievielen m/sek fällt ein Gegenstand im Vakuum, und im Vergleich auf der Erde?
Ich finde dazu nichts konkretes im Internet. Die 9.81m/s2 ist doch die Erdrotationsgeschwindigkeit?
14 Antworten
wenn du auf der erde etwas fallen lässt, wird es von der erdbeschleunigung (9,81 m/s²) beschleunigt, es fällt also für jede sekunde die es fällt, um 9,81 m/s schneller (also nach einer sekunde fall 9,81m/s, nach 2 sekunden 19,62m/s usw.) allerdings wirkt der luftwiderstand dagegen, sodass diese geschwindigkeitszunahme geringer wird, je schneller der gegenstand wird, irgendwann wird er dann gar nicht mehr schneller. wie schnell etwas fallen kann, hängt eben vom verhältnis von der masse und der oberfläche ab. eine feder ist sehr schnell am maximal tempo und gleitet runter, ein stein wird sehr schnell.
im vakuum ist der einzige unterschied, dass du keinen widerstand hast, die feder und der stein fallen gleich schnell und werden theoretisch auch immer weiter beschleunigt (bis die massenzunahme durch die relativitätstheorie relevant wird)
Mit wie vielen m/sek fällt ein Gegenstand im Vakuum,...
Er hat keine feste Fallgeschwindigkeit. Er fängt mit v=0m/s an und wird dank der Schwerebeschleunigung
(1) |g› = − 9,81m/s²·|e_r› = 9,81(m/s)/s·(− |e_r›)
immer schneller, und zwar in jeder Sekunde um 9,81 Meter pro Sekunde.
...und im Vergleich auf der Erde?
Das ist der falsche Gegensatz. Ein richtiger Gegensatz zu "im Vakuum" ist z.B. "in Luft" oder gar "im Wasser".
Dort erfahren Gegenstände einerseits einen Auftrieb, weil sie Luft bzw. Wasser verdrängen, zum anderen erfahren sie Reibung, die ihren Fall bremst (die Geschwindigkeit wird nicht kleiner, aber eben auch immer langsamer größer, bis sie ein Maximum erreicht) oder gar in ein Sinken verwandelt.
Ein richtiger Gegensatz zu "Auf der Erde" ist z.B. "auf dem Mars", wo geringer Druck, vor allem aber nur die halbe Gravitationsfeldstärke herrscht.
Die 9,81 m/s² ist die (mittlere) Fallbeschleunigung auf der Erde, sie hat mit der Erdrotation nichts zu tun, sehr wohl aber mit deiner Frage:
Sie bedeutet, dass ein Gegenstand, der sich nahe der Erde im freien Fall befindet pro Sekunde um 9,81 m/s schneller wird. (daher auch die "Quadratsekunde": (9,81 m/s)/s = 9,81 m/s²).
Das bedeutet: in dem Moment, in dem du den Gegenstand loslässt, hat dieser eine Geschwindigkeit von 0 m/s. Je Sekunde wächst diese nun um 9,81 m/s an, also nach der 1. Sekunde auf 9,81m/s , nach der 2. Sekunde auf 19,62 m/s und so weiter.
Dies geht theoretisch unendlich so weiter (zumindest in der klassischen Mechanik), zumindest im Vakuum.
In einem Medium (Luft, Wasser, ...) bremst der Luftwiderstand, (Wasserwiderstand, etc.) diesen freien Fall ab, sodass irgendwann eine Höchstgeschwindigkeit erreicht ist (genau dann, wenn sich die Kraft aus der Fallbeschleunigung mit der Kraft des Widerstandes die Waage halten.)
Der Widerstand selbst hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Geschwindigkeit (vgl. "Fahrtwind") oder der Oberfläche des Objekts (ein offener Fallschirm bremst stärker als ein geschlossener) oder auch der Dichte des Mediums (wenn du ins Wasser springst, wirst du stärker abgebremst, als wenn du an Land irgendwo hinunter springst).
Ein fallender Mensch erreicht "in Luft" je nach Körperhaltung (-> Oberfläche!) Geschwindigkleiten zwischn ca. 200 km/h und 500 km/h.
Im Vakuum gibt es nichts, was den Körper bremst. Daher wird er immer schneller, bis er irgendwo auftrifft. Die momentane Geschwindigkeit hängt daher ausschließlich von der Falldauer ab:
v = a * t.
a ist die Beschleunigung und die wäre auf der Erde 9,81 m/s^2. Um darzustellen, dass man die Erdbeschleunigung meint, schreibt man g (von Gravitation) statt a.
In der Realität kommt aber der Luftwiderstand dazu. Dieser wird immer größer, je schneller der Körper fällt. Irgendwann heben sich die Erdbeschleunigung und die Bremsung durch den Luftwiderstand gegenseitig auf und der Körper fällt mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Je nach Dichte des Körpers kann diese Geschwindigkeit jedoch sehr unterschiedlich sein.
Eine Feder wird schon bei wenigen km/h gebremst, ein Mensch erreicht so um die 200 - 250 km/h ohne Fallschirm.
Hi,
du musst hier unterscheiden zwischen Vakuum und Schwerelosigkeit!
Ein Bereich im Vakuum bedeutet einfach nur, dass sich keine Gase mehr in diesem Bereich befinden aber nicht, dass es keine Gravitation gibt! Solche Bereiche kann man aber auch auf der Erde künstlich erzeugen. Jedoch hat ein Vakuum keine Auswirkung auf die Geschwindigkeit eines fallenden Objektes auf der Erde. Hier beschleunigt ein Objekt theoretisch sowohl im Vakuum als auch bei normaler Luft mit 9,81 m/s2. Jedoch gibt es bei "normaler" Luft einen Luftwiderstand, welcher ein Objekt im Gegensatz zum Vakuum abbremsen kann bzw. das Objekt dadurch zu glühen beginnt.
Wenn wir nun also einen schwerelosen Raum hernehmen dann fällt ein Gegenstand praktisch gar nicht. Wie auch, es gibt ja kein oben und unten im Weltraum zum Beispiel ;)
Erst wenn sich der Gegenstand in der Nähe eines, im Vergleich dazu viel größeren Objektes befindet, verspürt der Gegenstand Gravitation und "fällt", das heißt er wird von dem großen Objekt angezogen. Auf dem Mond zum Beispiel gibt es eine Gravitationsbeschleunigung von etwa 6 m/s2...
Hoffe ich konnte dir irgendwie weiterhelfen :)
Lg