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230114
Minrateko
Minrateko (Rang: Albert Einstein)

Fallgeschwindigkeit

Wenn ein Körper aus großer Höhe fällt erreicht dieser Körper irgendwann eine gleichbleibende Fall-Geschwindigkeit? Und warum? Und wie berechnet man sowas?


Ergänzung vom 28.06.2011 00:09:

Es wurde in "Mythbusters" gesagt, dass ein Regentropfen nach 18 m seine Höchstgeschwindigkeit erreicht hat und zwar ca. 6,7 m/s. Deswegen hab ich gefragt.

5 Antworten

752677
Kopros_der_Grosse

Kopros_der_Grosse

Rang: Albert Einstein (16.870) | Physik (80)

8 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (28.06.2011 00:00)

1

ein (fiktives!!!) objekt mit perfekten falleigenschaften (widerstand & co.) kann bei unendlicher fallhöhe unendlich nah an lichtgeschwindigkeit herankommen.

praktisch ist das (bisher) nicht möglich, weil wir eben einfach nichts perfekt geformtes haben und auch keine unendlich lange "fallbahn". auch ein mensch wird irgendwann seine maximale fallgeschwindigkeit erreichen und nicht weiter beschleunigen - von der gegenbeschleunigung beim aufprall mal abgesehen.

das zu berechnen ist natürlich äußerst kompliziert, weil so viele faktoren hineinspielen.
"Schlagwort Strömungslehre" - aber an solchen sachen arbeiten ja unzählige ingenieure - im windkanal zum beispiel


Ergänzung vom 28.06.2011 00:06:

sorry: wir wollen nicht unendlich lang fallen, sondern unendlich lang beschleunigen - weil wir dann einfach das problem mit dem immensen energieaufwand umgehen, weil die "unendlich" anderswo in der rechnung auftaucht.
naja, wahrscheinlich wolltest du das gar nicht wissen, is aber trotzdem cool.

2 Kommentare

230114
Minrateko
Minrateko

Ich habe das auch angenommen. Allerdings wurde in "Mythbusters" gesagt, dass ein Regentropfen nach 18 m seine Höchstgeschwindigkeit erreicht hat und zwar ca. 6,7 m/s. Deswegen hab ich gefragt.

752677
Kopros_der_Grosse
Kopros_der_Grosse

na klar: ein regentropfen hat auch keine perfekten eigenschaften - höchstens nahezu. er hört halt irgendwann auf, zu beschleunigen, was - wie gesagt - an vielen faktoren, die nxt9000 viel besser aufzuzählen weiss.
wenn wir also diese faktoren alle so beeinflussen, dass die reibungskraft die gewichtskraft nie aufhebt, beschleunigen wir beim fallen ewig. naja, abwegig - merkste ja wahrscheinlich selbst.

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905193
NXT9000

NXT9000

Rang: Doktor (3.173) | Physik (72)

12 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (28.06.2011 00:04)

2

Ja, irgendwann fällt er nicht mehr schneller.
Das liegt an der Reibungskraft.
Diese ist abhängig von Faktoren wie Fläche (die zur Reibung zur verfügung steht), Geschwindigkeit zum Quadrat, Dichte der Luft/des Gases/der Flüssigkeit, es gibt noch weitere, aber das ist schon eine Zeitlang her, ich weiß es nicht mehr (bis morgen 17 Uhr hab ich nachgeschaut)
Die Reibungskraft bremst, und sobald sie so stark ist wie die Gewichtskraft, gibt es keine Beschleunigung mehr.


Ergänzung vom 28.06.2011 00:25:

Die Formel vom Link unten hab ich alle nicht gelernt.
Wie gesagt, wenn du bis morgen auflässt, hab ich meine Schulunterlagen, und dann kriegst du alles, was ich gelernt hab.


Ergänzung vom 28.06.2011 17:37:

so, jetzt hab ichs:
Fw = cw * A * Rho * v²

Fw: Widerstandskraft in Gasen
cw: Luftwiderstandsbeiwert, je nach Gas variiert er.
A: "Querschnittsfläche in der Strömung" = Die Fläche, die direkt von der Luft gebremst wird.
rho (griechischer Buchstabe): Die Dichte des Gases (hier: Luft)
v²: Die Geschwindigkeit des Körpers.

Eindeutig sichtbar: je schneller ein Körper ist, desto stärker ist der Luftwiderstand. deshalb vervierfacht sich der Spritverbrauch eines Autos (ungefähr), wenn es doppelt so schnell fährt.

Werte:
cw in Luft ungefähr 1
A (Regentropfen):
Rho(luft) = 1,293 kg/m³
v = 6,7 m/s

Die Fläche des Regentropfen weis ich nicht.
Daher kann ich nicht nachrechnen...


Ergänzung vom 29.06.2011 15:42:

pro Strecke

1 Kommentar

464801
G.J.
G.J.

"deshalb vervierfacht sich der Spritverbrauch eines Autos (ungefähr), wenn es doppelt so schnell fährt."
Der Spritverbrauch pro Zeit oder der Spritverbrauch pro Strecke?

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769277
fritty2010

fritty2010

Rang: Albert Einstein3 (50.016) | Physik (1.381), Fall (5)

18 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (28.06.2011 00:10)

3

Die Fallgeschwindigkeit ist v = g*t
wobei g = 9,81 m/s² beträgt

Die Fallgeschwindigkeit nimmt mit högerer Strecke weiter zu. Sie nimmt aber nur solange zu, bis der Luftwiderstand so groß wird, dass er die Fallbeschleunigung ausgleicht. Wie hoch die Grenzgeschw. ist hängt von der Form des Körpers ab. Ein Mensch erreicht (ohne Fallschirm) etwa 220 Km/h im freien Fall, egal von wieviel Km hoch er sich befindet. Natürlich ist das von der Lage des Körpers auch abhängig, kopfüber wird die Geschwindigkeit höher.


Ergänzung vom 28.06.2011 00:11:

t ist übrigens die Zeit (in s) wenn man mit 9,81 m/s² rechnet

6 Kommentare

905193
NXT9000
NXT9000

##Die Fallgeschwindigkeit ist v = g*t ##

Nicht ganz richtig, das ist die Gewichtskraft, nicht die Geschwindigkeit.
Fg, nicht v!

769277
fritty2010
fritty2010

das kann aber unmöglich stimmen, denn die Einheiten ergeben mit dem rauskürzen von s (für t) mit m/s² genau m/s und das ist die Einheit für die Geschwindigkeit.

769277
fritty2010
fritty2010

also m/s² * s ergibt m/s (weil sich das s mit dem /s² rauskürzt). Die Gewichtskraft ergibt sich normalerweise aus Fg = m*g, da hast du evtl. was verwechselt.

905193
NXT9000
NXT9000

tatsache.
Tschuldigun.
Hoppala xD

905193
NXT9000
NXT9000

stimmt ja, v = a * t

769277
fritty2010
fritty2010

ich vergebe dir :-)

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924689
UeberNerd

UeberNerd

Rang: Student (444) | Physik (62)

29 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (28.06.2011 00:21)

4

Hier stehen Formeln für freien Fall mit Luftwiderstand, darüber auch mit anderen Widerstandsarten (heißt es eigentlich noch "freier Fall", wenn man durch Luft "gebremst" wird?):

http://de.wikipedia.org/wiki/Freier_Fall#Fall_mit_Luftwiderstand:_Newton-Reibung kopieren

1 Kommentar

905193
NXT9000
NXT9000

ja heißt es.
es gibt den Freien fall mit und ohne Luftwiderstand. das wird dann einfach dazu gesagt.

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651546
hjk1001

hjk1001

Rang: Albert Einstein12 (160.382) | Physik (18.217), Fall (13)

33 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (28.06.2011 00:25)

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