Physik Frage : Zwei formgleiche Körper, unterschiedliches Gewicht, freier Fall ?

[schmiernippel]

Ein Freund von mir behauptet das 2 formgleiche Körper mit stark unterschiedlichen Gewicht von 30m gleich schnell zu Boden fallen bzw auch gleich schnell beschleunigen. Jetzt hab ich schon sicher eine Stunde gegoogelt und irgendwie gibt es komplett gegenteilige Meinungen. Die einen sagen es stimmt weil nur der Luftwiederstand eine Rolle spielt und 9,81m/sec für alles gleich ist, andere sagen die Masse(oder auch Dichte) ist sehr wohl ausschlaggebend, oder die Endgeschwindigkeit ist gleich nur die Beschleunigung bis zum Vmax ist verschieden. Ein Physiker hat sogar geschrieben das zwei Körper im Luftleeren raum nur annähernd gleich schnell fallen, nur ist die Abweichung verschwindend gering aber doch zum berechnen (?????)

Hat hier vll jemand Ahnung von der Materie ???

 

[JR63]

gleich schnell:
http://de.m.wikipedia.org/wiki/Freier_Fall

Tschö
JR

 

[Chris70567]

Geht es um luftleeren Raum?

Was meinst Du mit "Luftwiederstand"? Luftwiderstand?

Gruß Chris

 

[ReX_1986]

Was schwerer ist fehlt schneller nach unten. Es hat was mit Erdanziehungskraft zu tun und nicht die Luftwiederstand z.B nehmen wir eine Bowlingkugel mit 5kg und Syropor Kugel. Die Form und grüße ist gleich. Beide werfen wir von 30m. Was fehlt nach unten als erstens? Ist doch klar die Bowlingkugel.

 

[AndreasL90]

In einer "idealen Welt" (oder im Vakuum) gilt nach der Energieerhaltung:

m*g*h=0,5*m*v² (m - Masse; g - Ortsfaktor; h - Fallhöhe; v - Fallgeschwindigkeit)

Nach der Fallgeschwindigkeit aufgelöst ergibt sich: v=sqrt(2*g*h)
Da sich die Massen raus kürzen und die Ausgangshöhe gleich ist, fallen beide Körper gleich schnell - hier sogar unabhängig von ihrer Form.

In der Realität spielt (bei gleicher Fallhöhe und gleicher Form- und Volumen/Verdrängung) noch der "Auftrieb" eine Rolle. Also die jeweilige Dichte der Körper gegenüber dem Umgebungsmedium. Extrem gesprochen: Ein Luftballon "schwebt" auf dem Wasser (da der Auftrieb die Gewichtskraft komplett kompensiert), die schwerere Bowlingkugel taucht schnell ab und sinkt zum Grund.

Der umgangssprachliche "Luftwiderstand" spielt bei exakt gleicher Geometrie der beiden Körper beim Vergleichen keine Rolle, nur bei der Einzelbetrachtung.

Edit: Zum letzten Absatz: Gilt natürlich nur bei gleicher Oberflächenbeschaffenheit. Zum Luftwiderstand als Stichwort: Navier-Stokes-Gleichung...

 

[schmiernippel]

Also kann man sagen das 2 gleichförmige Körper mit unterschiedlichen Gewicht NICHT in der gleichen Zeit zu Boden fallen ! Weil ja beide die gleiche Dichte haben müssten und wenn sie das hätten wären sie ja gleich schwer bzw aus dem gleichen Material ?! Irgendwie logisch wenn ich mir einen Heliumballon und einen Wasserballon gleicher Grösse in der Luft vorstelle

 

[ssl]

Was schwerer ist fehlt schneller nach unten. Es hat was mit Erdanziehungskraft zu tun und nicht die Luftwiederstand z.B nehmen wir eine Bowlingkugel mit 5kg und Syropor Kugel. Die Form und grüße ist gleich. Beide werfen wir von 30m. Was fehlt nach unten als erstens? Ist doch klar die Bowlingkugel.

Das kann man so leider nicht stehen lassen, weil schlicht falsch.

 

[AndreasL90]

Also kann man sagen das 2 gleichförmige Körper mit unterschiedlichen Gewicht NICHT in der gleichen Zeit zu Boden fallen !

Wenn wir davon sprechen, das Experiment in einem Umgebungsmedium (z.B. Luft) durchzuführen - ja!

Weil ja beide die gleiche Dichte haben müssten und wenn sie das hätten wären sie ja gleich schwer bzw aus dem gleichen Material ?!

 

[ssl]

Der Grund warum ein mit Luft gefüllter Luftballon und ein mit Wasser gefüllter unter Normalbedingungen (kein Vakuum) eben NICHT gleich schnell auf dem Boden landen ist der Effekt dass der Luftwiderstand eben Massespezifisch ist. Auf beide wirkt die gleiche Bremskraft F, da jedoch F = m*a, bzw. a = F/m gilt ist die resultierende Beschleunigung a beim schweren Ballon entsprechend viel kleiner.

 

[Lonestar78]

Die Kraft durch den Luftwiderstand ist nicht massespezifisch sondern rein abhängig von der Form des umströmten Körpers (ggf. Oberflächenbeschaffenheit), der Anströmgeschwindigkeit (hier Fallgeschwindigkeit) und ggf. den Stoffdaten des Umgebungsmediums (Dichte und Viskosität).
Grundlegend stimmt deine Aussage aber natürlich:
Masse mal Beschleunigung = Summe der angreifenden Kräfte (Hier Massenkraft in Fallrichtung, Widerstandskraft entgegen Fallrichtung, Auftriebskraft.)

 

[AndreasL90]

Wie ist der Luftwiderstand denn Massespezifisch? Angenommen ich stelle zwei Kugeln gleichen Durchmessers und gleicher Oberflächenbeschaffenheit in den Windkanal, dann kann ich im Strömungsbild den gleichen Nachlauf beobachten; dem anströmenden Fluid ist es relativ egal, ob die Kugel 2kg oder 1kg wiegt.
Was du meinst ist der statische Auftrieb. Daraus dann die Impulsbilanz usw...
Edit: Lonestar78 war schneller

 

[schmiernippel]

Hier ein interresanter Freifall Versuch mit zwei gleichförmigen Körpern und verschiedener Masse :

http://www.zefu.de/pmwiki/MechanikWiki/pmwiki.php?n=Luftwiderstand.Formel

MfG

 

[FerdinandK]

mindesten 10 Zeichen

 

[schmiernippel]

Also ist sozusagen die Beschleunigung der verschieden schweren Körper verschieden aber irgendwann die Endgeschwindigkeit gleich, oder sehe ich das falsch ?

 

[FerdinandK]

mindesten 10 Zeichen

 

[schmiernippel]

Dann wäre das Thema erledigt! Aber echt interresante Thematik finde ich !

Mfg

 

[Sunshadow8]

Was ist schwerer? Ein Kilosack Vogelfedern oder ein Kilo Blei?

lolol