fallgeschwindigkeit im luftleeren raum

[Gast ravie]

huhu leutz ...

in den wiehnachtsfeiertagen bei meinen eltern schlich sich eine frage in den raum...

da ich in physik meist gefehlt hab ..hab ich da keine ahnung....

und zwar : wie ist die formel für die maximale fallgeschwindigkeit in einem luftleeren raum?

denn eigentlich müsste die ja immer gleich sein ...egal was für ein gegenstand fällt (feder oder ambos) weil doch eigentlich keine erdanziehung existiert oder?

bitte erklärt mir das einfach ...ich bin nur q3ler^^

danke

ich bin gespannt auf eure antworten und mein papa sicherlich auch !!!

greetz ravie

[Gast LIONHEAD]

in einem Luftleerenraum gibt es keinen Luftwiederstand und deshalb fällt jeder Gegenstand, ob Feder oder Titanic gleich schnell runter in richtung Erd mitte.

Erdanziehung gibt es überall, auch noch um die Erde herrum, wie sollte sonnst der Mond da oben um uns rumreisen können

Das hängt alles nur mit dem Luftwiederstand zusammen und wenn es diesen Luftwiederstand doch gibt, kommt es auch ganz auf die Form des Teils an., z.b ein Quader würde nicht so schnell runter kommen wie ein Zylider, auch wenn sie gleich schwer sind. Denn die Luftverdrängung ist beim Zylider nicht so groß, aber er muss halt mit der Spitze vorran

würd ich mal so sagen, müsste richtig sein ?? :-k

[Gast ravie]

hey du grinsekeks

heisst es nicht egal welche form und welches gewicht ? es gibt für jeden gegenstand die gleiche fallgeschwindigkeit weil luftleerer raum?

ravie

[Gast skarj]

Ja ich würde auch mal stark behaupten das Jedes Objekt in einem Luftleeren Raum gleich schnell fällt

[Gast ravie]

und wie schnell iss das ? *g* welche formel??

:?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?::?:

[Gast skarj]

Formeln Freier Fall

Fallbeschleunigung .......................... g = konstant

Der freie Fall ist eine Bewegung unter konstanter Beschleunigung :

Fallgeschwindigkeit ......................... v = vo + g·t

Die Geschwindigkeit v ändert sich linear mit der Zeit t und hängt von der

Anfangsgeschwindigkeit vo ab :

Fallhöhe .................................... x = xo + vo·t + g·t²/2.

Der Weg nimmt quadratisch mit der Zeit zu und hängt von der Anfangsposition

xo und der Anfangsgeschwindigkeit vo ab :

Fallhöhe - Fallgeschwindigkeit .............. v² - vo² = 2·a·(x - xo)

Endgeschwindigkeit .......................... ve = (2·g·h)^½

Potentielle Energie in der Höhe xo .......... Epot = m·g·xo

Kinetische Energie bei Fallgeschwindigkeit v. Ekin = m·v²/2

[Gast ravie]

OMG! EINFACHE WORTE EINFACHE WORTE !! *G*

nenn doch eifnach mal ein rechenbeispiel vieleicht raff ich das denn mehr

[Gast skarj]

"Die Erdanziehungskraft beschleunigt jeden Koerper gleich stark in Richtung Boden. Ohne Luftreibung kaemen also alle gleichzeitig am Boden an. Die Luftreibung bremst aber jeden Koerper. Wenn ein Koerper noch langsam faellt, bremst ihn die Reibung proportional zur Fallgeschwindigkeit, bei schnellerem Fall sogar quadratisch zur Geschwindigkeit. Einfach gesagt, die Luft bremst um so staerker, je schneller der Koerper ist. Die Bremskraft haengt auserdem von der Form des Koerpers ab.

Generell gilt: Beschleunigung ist gleich Kraft pro Masse. Ein schwerer Koerper und ein leicher Koerper, die beide genau die gleiche Form haben, spueren bei gleicher Geschwindigkeit denselben Luftwiderstand . Aber der schwerere Koerper wird nicht so stark verzeogert (negativ beschleunigt), weil er mehr Masse und damit "Wucht" hat. Deswegen braucht man nicht gross zu rechnen, um sagen zu koennen, dass der schwerere Koerper eher am Boden ankommt als der leichtere."

<-- so besser? ( google helps)

[Gast Sutur]

und zwar : wie ist die formel für die maximale fallgeschwindigkeit in einem luftleeren raum?

denn eigentlich müsste die ja immer gleich sein ...egal was für ein gegenstand fällt (feder oder ambos) weil doch eigentlich keine erdanziehung existiert oder?

Du scheinst hier etwas durcheinander zu bringen. Wenn keine Erdanziehung besteht, "fällt" auch nichts. Bei dir ist Luftleer mit "keine Erdanziehung" gleichzusetzen.

Zu deiner ersten Frage: Die maximale Fallgeschwindikeit ist theoretisch unendlich. Wie du bei Skarj's Formeln siehst, ist die Fallgeschwindigkeit eine Bewegung unter konstanter Beschleunigung. Konstante Beschleunigung ohne Widerstand führt zu immer höherer Geschwindigkeit.

Jetzt frag mich bitte nicht, wie man sich unendliche Geschwindigkeit vorstellen soll...Da müsste auch der Raum unendlich sein etc..

Du musst also klarer werden mit deiner Frage. Meinst du Luftleer? Dann gibt es keine Widerstände und die Körperform ist nicht mehr entscheidend.

Oder meinst du keine Gravitation? Dann gibt es aber keinen Grund mehr für Beschleunigung und somit auch keine Geschwindigkeit. Es sei denn du beschleunigst etwas künstlich. Oder du nimmst Geschwindigkeit als Urzustand an

[Gast LIONHEAD]

Das hängt alles nur mit dem Luftwiederstand zusammen und wenn es diesen Luftwiederstand doch gibt, kommt es auch ganz auf die Form des Teils an., z.b ein Quader würde nicht so schnell runter kommen wie ein Zylider, auch wenn sie gleich schwer sind. Denn die Luftverdrängung ist beim Zylider nicht so groß, aber er muss halt mit der Spitze vorran

da steht es doch, WENN es den Luftwiederstand gibt, dann...

[Gast Lino]

Ich hoffe, dass das so konkret genug ist...

Die Bewegung, die du meinst, nennt sich Freier Fall.

Die Formel für die Geschwindigkeit beim freien Fall ist:

V(t)= g·t

V(t) bedeutet Geschwindigkeit (V) in Abhängigkeit von der Zeit (t)

d.h. wie sich die Geschwindigkeit im Laufe der Zeit verändert.

g ist die Gravitationskonstante. Die beträgt auf der Erde im luftleeren Raum 9,81 m/s² (könnte man auch Beschleunigung nennen)

und t ist einfach nur die Zeit in min.

Das ist alles. Maximalgeschwindigkeit gibt es ja wie gesagt nicht, da auch kein Luftwiderstand besteht.

[Gast ZippZapp]

eine maximale geschwindikeit gibt es nicht, da sich die geschwindigkeit ständig ändert.

die erdbeschleunigung beinhaltet das: Beschleunigung!!!

theorethisch könnte die endgeschwingkeit unendlich sein, wenn sich die anziehungskraft mit identischer geschwindigkeit des fallkörpers (die sich ja bekanntlich ändert) mit bewegt und somit immer die gleich wirkung hat.

Leider prallt man irgendwo auf, dann ändert sich die bewegungsenergie fast in der zeit null in Matsch bzw. Platschenergie um.

In der Physikvorlesung, damals in grauer Vorzeit, haben wir mal ausgerechnet, wenn ein Mittelschwerer Mann vom Glockenturm des Kölner Domes runterhüpft, hat er (bei luftleerem Raum) eine Mittlere Aufschlagsgeschwindigkeit von rund 160 km/h

[Gast Phash]

erdanziehung = g, g= 9,81m/s²

das ist die Beschleunigung mit der ein Objekt von der Erde angezogen wird.

Wenn du die Geschwindigkeit ausrechnen möchtest die ein Objekt nach nem bestimmten Weg oder einer bestimmten Zeit hat nimmst du:

v = g*t

also: geschwindigkeit ist gleich g (9,81 m/s²) mal die Zeit - dadurch kommt m/s raus, also eine Geschwindigkeit (kannste ja dann in km/h umrechnen)

wenn du wissen willst wie hoch der Turm ist:

h = v*t/2

also die Höhe ist gleich der oben ausgerechneten Geschwindigkeit * die Zeit durch 2

da kommen dann Meter raus

Beispiel: (luftleer!) Ein Ball fliegt vom Kirchturm (Masse is total irrelevant!)

er braucht 10s um auf den Boden aufzuprallen

v= 9,81m/s² * 10s = 98,1 m/s

wie hoch is der Turm?

h= 98,1m*10s/2s = 409,5m

also recht ordentlich hoch datt Teil

[Nuwien]

zwei körper der Massen m1 und m2 ziehen sich gegenseitig an. die Anziehungskraft (F[in der Einheit Newton, N]) der 2 Massen lässt sich durch folgende Formel berechnen:

F = G*m1*m2/r²

F, ist die resulierende Anziehungskraft welche die beiden Massen auf einander auswirken.

G, ist die allgemeingeltende Gravitationskonstante mit dem Wert 6,67259*10^-11 in der Einheit N*m²/kg². Die Gravitationskonstante ist eine Naturkonstante, welche vom Material unabhängig ist und universell gültig ist. Der Wert dieser Konstante wurde 1798 Mithilfe einer Drehwaage zum ersten mal von Henry Cavendish, einem britischen Physiker, gemessen.

m1 ist die Masse in kg des Körpers 1 (z.b. die erde)

m2 ist die Masse in kg des Körpers 2 (z.b. amboss oder feder)

r ist der Abstand zwischen des Massenmittepunkten.

die folgen dieser formel sind recht einfach.

1) die kraft welche sich zwischen 2 massen entwickelt ist abhänig von deren abstand. sind m1 und m2 nahe beeinander ist die entstehende kraft größer als wenn sie weiter auseinander sind. lässt man also den kräften freien lauf (stürzen die gegenstände aufeinander zu) erhöht sich die kraft zwischen den beiden massen da ihr abstand kleiner wird, es nimmt nichtnur die fallgeschwindigkeit zu sondern auch die fallbeschleunigung.

2) die kraft zwischen den 2 massen ist von dem einzelgewicht der massen abhängig. da ein amboss eine höhere masse besitzt als eine vogelfeder ist auch die resultierende anziehungskraft zwischen den massen größer.

3) F[Kraft]=m[Masse]*a[beschleunigung),

Gleichsetzung der zwei Formeln ergibt

mx[Masse von X]*a[beschleunigung) = G*m1*mx/r²

Die Masse mx (in unserem falle Amboss oder Feder) kürzt sich raus. Die Resultierende Beschleunigung a ist also in diesem Fall unabhänig der zu beschleunigenden Masse. Amboss und Feder erleben also unter vernachlässigung ihres Luftwiderstandes (luftleerer Raum) die gleiche Beschleunigung. Diese Beschleunigung nimmt jedoch mit zunehmender nähe der Körper zu einander zu.

ergebnis: die fallbeschleunigung ist also unabhänig der fallmasse, einzig allein abhänig von der fallhöhe.

um deine frage mal an einem direkten beispiel zu beantworten.

du trägst einen 50kg amboss und eine 7,5g schwere Vogelfeder auf den 300 hohen Eifelturm. Wir saugen nun alle Luft ab und du schmeisst beides runter.

Beides kommt gleichzeitig unten an da beide aufgrund der obigen formeln die gleiche beschleunigung erfahren, die endgeschwindigkeit beider Körper liegt am boden bei ~76m/sec -> ~200 km/h.

Unterschied jedoch: beim hochtragen haben wir an den unterschiedlichen massen unterschiedlich viel arbeit verrichtet. denke mal nachvollziehbar das die feder einfacher hochzutragen ist oder ?

Hier meine ausgerechneten Daten: die Feder verlangt von dir 22,07 Joule an Hubarbeit, lassen wir dies fallen entspricht das bei einer Feder am Boden an zerstörungswirkung in etwa einer Kugel aus einem Luftgewehr, mehr als einem blauen Fleck wird man kaum bekommen sofern man nicht gerade ein Auge trifft...

Der Ambos hingegen verlangt dir 147150 Joule an Hubarbeit ab. das ist das ~10fache der Energie, welche eine 12,7 x 99 mm NATO Patrone zu entwickeln im Stande ist, einer Patrone welche im normalfall in überschweren Maschienengewehren zum einsatz kommt...nun kannst du dir vielleicht vorstellen was passiert wenn du den Amboss unterschmeisst bzw was der für ein Loch um Teerboden hinterlässt, oder dir wird klar das ein Selbstmörder mit 80kg in diesem Szenario nicht nur eine gefahr für sich selber darstellt

unter der vorraussetzung das zwei unendlich schwere massen unendlich weit von einander weg sind, ist die maximalgeschwindigkeit der in bewegung geratenden massen unendlich, letztendlich jedoch durch die allgemein akzeptierte relativitätstheorie auf maximal c=~299000km/s begrenzt.

[Swisstex]

meine fresse leute, lest mal was ihr da schreibt... einfach geil.

mich würde interessieren, welchen alkoholgehalt pro blutkörpereinheit im durchschnitt bei der familie verteilt war als die frage aufkam... :-P

[Gast Hinnerk]

mich würde interessieren, welchen alkoholgehalt pro blutkörpereinheit im durchschnitt bei der familie verteilt war als die frage aufkam... :-P

lol swisstex,

so fragen stellt sich mein kumpel immer wenn er zugeraucht ist

[Gast ravie]

hihihi ich find das klasse soviel info ....ich mach gleich cppy past als email für meinen papa *g* vielen dank kinnners ))

@swiss ...beim putzen fällt einem s einiges ein *g*

[Gast the-third-face]

Mal ne Zwischenfrage von mir nicht-Physiker ändert sich die Erdanziehungskraft eigentlich je nach dem wie weit man sich von der Erde entfernt oder bleibt die konstant und wird dann irgendwann so abrupt weniger, dass man schwerelos wird?

[Gast LIONHEAD]

also die Erdanziehungskraft setzt sich aus der Anziehungskraft der Erde (zur Mitte hin) und der durch die Erdrotation (Drehbewegung der Erde) zusammen.

wenn die Erde sich nicht drehen würde, gäbe es keine Anziehungskraft und wir würden wie im All schweben.

um so schneller sich die Erde dreht, um so mehr werden wir zum Mittelpunkt hingezogen und alles wird schwerer werden.

es gibt immer eine Erdanziehung, auch wenn sie weniger wird um so weiter man sich von der Erde entfernt.

sie wird einfach nur zu gering um uns am Boden zu halten.

der Mond würde nicht um uns herrum kreisen, wenn die Erde nur auf der Oberfläche eine Anziehungskraft hätte.

deshalb werden z.b Kometen die sich der Erde zu nahe nähern förmlich angezogen.

wenn der Mond zu nah wäre würde er auf die Erde stürtzen

man kann die Erdanziehung aber auch als Katapult nutzen um sich ohne großen Kraftaufwand von oder um ihn weg schleudern zu lassen.

die auf einen Körper wirkende Schwerkraft ist gleich dem Produkt aus seiner Masse und der Erdbeschleunigung (=Fallbeschleunigung).

somit kommt es auf das Gewicht des Gegenstandes an wie dolle die Erdanziehungskraft auf diesen wirkt.

um eine Rakete ins All zu schiesen benötigt man sehr viel Kraft die dieses enorme Gewischt nach oben bringt.

also um so schwerer, desto mehr Kraft wird benötigt.

so auch für Fahrzeuge, hier wirkt sich die Erdanziehungskraft aber nicht sehr aus, da nur der Luftwiederstand.

die Erdanziehungskraft wirkt sich auf Dinge aus die vom Mittelpunkt der Erde weg wollen, also nach oben z.B. ins Weltall.

das kannst du dem durchbrechen der Schallmauer fast gleich setzen, es wird sehr viel Kraft und Geschwindigkeit dafür benötigt bis man Schallgeschwindigkeit erreicht.

man kann ja auch künstliche Erdanziehungskraft erzeugen z.B. fürs Weltall auf Raumstationen.

Dafür muss man lediglich die entsprechende Rotationskraft/-geschwindigkeit aufbringen um die Schwerelosigkeit zu überwinden.

ohne Erdanziehungskraft würde alles und jeder nur rumschweben, der Mond hat viel weniger Anziehungskraft als die Erde, deshalb kann man auf dem Mond auch viel höher und weiter springen als auf der Erde.

in der Schwerelosigkeit brauch der Körper aber keine Kraft aufbringen um irgentetwas zu bewegen, deshalb müssen Astronauten die Monate im All verbracht haben ersteinmal wieder lernen zu gehen, da sich ihre Muskeln dermassen abgebaut haben.

Wenn wir jetzt mehr Erdanziehungskraft bekommen würden, dann wären wir ganz schön am arsch, wir müssten viel mehr Kraft aufbringen um vieleicht 20kg die man früher einfach mal so gehoben hat und jetzt nicht einmal ansatzweise schafft, da auch alles viel Schwerer geworden ist.

Wäre natürlich nen tolles Trainigsgerät

denn wenn man wieder zur normalen Erdanziehungskraft zurückkommen würde, wären diese 20kg so leicht wie vieleicht 50kg oder mehr... kA, kommt drauf an.

// aus Wikipedia //

Die lokale Variation der Schwerkraft und damit auch der Erdbeschleunigung entspricht der des Erdschwerefeldes. Sie ist hauptsächlich eine Folge der Zentrifugalkraft und der Abplattung der Erde und beträgt für verschiedene geografische Breiten bis zu 0,5%. Sie hängt auf der Erdoberfläche ferner geringfügig von der Höhe über dem Meer ab.

// EDIT //

und wegen Swiss's Frage...

Promilleghalt setzt sich aus dem Körpergeeischt/-masse der Körpergröße und den Wasseranteil des Menschen zusammen.

um so schwerer der Mensch ist um so mehr verträgt er auch.

deshalb werden Frauen auch meist schneller betrunken als Männer, da sie oft leichter und weniger Fett anteil haben, darüberhinaus auch oft kleiner und zierlicher sind.

aber Frauen haben mehr Wasser in ihrem Körper ...(weiss jetzt aber nicht auf was sich das genau auswirkt )

gibt man einem 90kg schweren und 1,80m großem Mann z.B. 5L Bier und

einer 60kg leichten und 1,50m kleinem Frau 3L bier wären sie "vieleicht" gleich betunken (also gleicher Promillegehalt)...

aber das müsste man ausrechnen

mfg

[Nuwien]

also die Erdanziehungskraft setzt sich aus der Anziehungskraft der Erde (zur Mitte hin) und der durch die Erdrotation (Drehbewegung der Erde) zusammen.

wenn die Erde sich nicht drehen würde, gäbe es keine Anziehungskraft und wir würden wie im All schweben.

um so schneller sich die Erde dreht, um so mehr werden wir zum Mittelpunkt hingezogen und alles wird schwerer werden.

sorry wenn ich das nu quote...aber das ist falsch und ich glaube du hast da nen minus vertauscht

die gravitation ist da, ob sich die erde nu dreht oder nicht. wenn die erde anfängt still zu stehen driften wir nicht in den weltraum ab... ganz im gegenteil

die resultierende anziehungskraft zwischen 2 köpern ergibt sich aus der von mir oben genannten formel F = G*m1*m2/r². diese kraft ist unabhänig von der erdrotation.

richtig ist jedoch das die erdrotation eine aufhebende wirkung hat. viel mehr müssten wir angst haben das wenn die erde anfängt hohl zu drehen und immer schneller wird das wir weggeschleudert werden. zentrifugalkraft ist hier das stichwort.

weltraumraketen werden immer in aquatornähe gestartet weil dort die wirkende erdanziehungskraft aufgrund der höheren relativen rotationsgeschwindigkeit niedriger ist.

@the-third-face

F = G*m1*m2/r² <- das ist die formel für die anziehungskraft. wenn du von der erde weggehst änderst du nur das r....kurze antwort. ja gehst du weg wird die anziehung geringer, nicht aprupt sondern fließend...

[Gast HeCaTe]

ich dachte das ich der uber geek wäre aber nein es gibt schlimmere hahaha!!

[Renoon]

wie ist die formel für die maximale fallgeschwindigkeit in einem luftleeren raum?

Ganz einfach: Unendlich

Und wie Sutur schon sagte:

Du musst also klarer werden mit deiner Frage. Meinst du Luftleer? Dann gibt es keine Widerstände und die Körperform ist nicht mehr entscheidend.

Oder meinst du keine Gravitation? Dann gibt es aber keinen Grund mehr für Beschleunigung und somit auch keine Geschwindigkeit. Es sei denn du beschleunigst etwas künstlich.

Du kannst das auch nicht messen, geschweige denn irgendein Mensch.

Da du im erdnahen Raum immer die Erdanziehungskraft hast und in unserem Sonnensystem immer die Sonnenanziehungskraft hast.

Für eine solche Messung müsstest du unsere Sonnensystem verlassen und Glück haben das du in kein anderes Sonnensystem kommst, da du sonst immer irgendeine Anziehungskraft hast die die Messung beeinflussen könnte.

[Gast Lanfear]

ich hätte es einfacher erklärt...

die berechnung zur geschwindigkeit (bei vernachlässigung des luftwiderstandes) ist: v=at wobei v die geschwindigkeit ist, a die beschleunigung, mit der der körper konstant beschleunigt wird, und t die zeit, also über welchen zeitraum wir diese beschleunigung betrachten.

[v]=[m/s], [a]=[m/s^2], [t]=

du findest in dieser formel weder die masse m eines körpers, noch sein volumen V. also sind diese für die berechnung völlig zu vernachlässigen, irrelevant.

ob feder oder amboss, es ist gleich, beide gegenstände erfahren die gleiche beschleuningung. im falle der erdanzieheung ist diese beschleunigung als g bezeichnet, mit 9,81m/s^2 auf meereshöhe.

[Gast Lanfear]

zum luftwiderstand gibts hier bissle was zu lesen. hab selber bisher noch nix damit zu tun gehabt, daher muss dir das ein anderer "einfacher" erklären

http://de.wikipedia.org/wiki/Str%C3%B6mungswiderstand

[Gast Spooke]

2+2 = 4

mehr kann ich net