 Verfasst am: 22. Sep 2013 12:45 Titel: Re: freier fall berechnen |
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Moin, hier mal ein wenig theoretischer Input zum Thema "freier Fall": In der Physik als Naturwissenschaft unterscheidet man zwischen freiem Fall mit und ohne Luftwiderstand. Zweiterer (jener ohne Luftwiderstand) kann nur im Vakuum stattfinden, ist im Alltag der Bungee-und Fallschirmspringer vernachlässigbar. Ein Körper beschleunigt konstant ohne sich auf eine Grenzgeschwindigkeit zuzubewegen. Das Spannendste am freien Fall im Vakuum ist jedoch: alle Körper fallen gleich schnell, egal welche Masse sie besitzen. Egal ob Feder, Papier, Ziegelstein oder Felsbrocken, alle würden gleichzeitig den Boden erreichen. Beim Skydiving oder Fallschirmspringen erlebt der Mensch den freien Fall mit Luftwiderstand. Der erdnahe freie Fall entsteht durch die Anziehungskraft, das Schwerefeld, der Erde, welche zu Fallgeschwindigkeiten von rund 9,8 Metern / Sekunden führt. Der Körper wird somit mit jeder Sekunde um 9,8 m/s schneller, würde man den Luftwiderstand vernachlässigen. In der Realität wirk der Luftwiderstand umso stärker, je schneller ein Körper wird. So erreicht man beim durchschnittlichen Fallschirmsprung ca. 200 km/h (oder 56 m/s), die Beschleunigung von 9,8 m/s wird nur knapp nach dem Absprung erreicht. Je weniger Luftwiderstand der Springer der Luft bietet, desto größere Geschwindigkeiten können erreicht werden. So wird ein Springer mit ausgebreiteten Armen und Beinen die genannten 200 km/h erreichen, ein Springer mit angezogenen Gliedmaßen kann bis zu 500 km/h Fallgeschwindigkeit erreichen. |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:55 Titel: |
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| Ja, das folgt aus dem Energieerhaltungssatz. Wenn Du etwas einen Meter hochhebst, führst Du ihm Energie zu, eben die Hubarbeit. Die "steckt dann drin". Wenn's dann diesen Meter wieder runtergefallen ist, ist diese potentielle Energie vollständig in Bewegungsenergie umgewandelt. Es bleibt nichts übrig (wohin soll's auch gehen), und es kommt auch nichts hinzu (woher soll's auch kommen).
Viele Grüße Steffen |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:49 Titel: |
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| achso eins noch
also kann ich mir jetzt merken, dass WHub= Epot =Ekin ist ? |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:46 Titel: |
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| ok dann vielen Dank, dass du mir das alles erklärt hast
bis bald  |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:42 Titel: |
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| Perfekt!
Und die Einheit ist in der Tat m/s, weil ja überall die Grundeinheiten verwendet wurden. Wenn man das tut (und nicht das Gewicht in Zentnern und die Höhe in Zentimetern), kann man sich drauf verlassen, dass es auch in Grundeinheiten herauskommt. Viele Grüße Steffen |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:39 Titel: |
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| also müsste es so aussehen
v²= 18540,9Nm / 1/2 x 70kg v²= 529,74 v= 23,01608133 allerdings was ist das dann für eine Einheit m/s ? |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 10:24 Titel: |
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| ich hoffe du hast noch etwas Geduld
ich versuchs mal |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:48 Titel: |
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| Ich schrieb ja schon vom richtigen Umstellen...
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:47 Titel: |
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| v²= (1/2 x 70kg)/ 18540,9 Nm | |
| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:45 Titel: |
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| Ah ok ich verstehe
vielen dank dann müsste es ja eigentlich klappen also müsste die Formel dann so aussehen: 18540,9Nm=1/2x70kg x v² 1/2 x 70kg v²= --------------- 18540,9 Nm oder ? |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:40 Titel: |
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| Wie gesagt, der Kerl hat beim Aufstieg die Energie gewonnen, die Du bereits als Hubarbeit berechnet hast. Und genau die wird beim Fallen wieder vollständig umgewandelt. Du kennst also den Wert für Ekin. Dann musst Du nur noch richtig (!) umstellen und kannst v berechnen. | |
| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:36 Titel: |
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| Naja... also... nicht wirklich:)
ich setze jetzt die Werte die ich habe in deine Formel Ekin=1/2 x 70kg x v² und selbst wenn ich die Formel umstelle hiflt es mir nicht, weil mir ja noch immer eine Größe fehlt oder ? v²=(1/2 x 70kg)/Ekin |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:28 Titel: |
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| Dann lernst Du sie jetzt kennen:
Kommst Du nun weiter? |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:25 Titel: |
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| Nein leider nicht | |
| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:22 Titel: |
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| Wenn der Mann die gesamten 27 Meter wieder runterfällt, wird die gesamte potentielle Energie, die er durch den Aufstieg erhalten hat, in kinetische Energie umgewandelt. Für letztere gibt's auch eine Formel. Kennst Du die?
Viele Grüße Steffen |
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| Verfasst am: 20. Sep 2013 09:10 Titel: freier fall berechnen |
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| Meine Frage: Hallo, ich hab leider absolut keine Ahnung von Physik und versuche alles mögliche um irgendwie fit zu werden, dass ich den Stoff bis zur 10. Klasse drauf habe. Darum erklärt es mir bitte ganz genau, wenn ihr mir antworten solltet. Vielen Dank im Voraus.
Hier die Aufgabe: Ein Kletterer Masse m=70kg erklimmt einen Felsturm der Höhe h=27,0m und stürzt sich dann mit einem Hechtsprung ins Meer. a. Welche Hubarbeit Wh verrichtet er beim Aufstieg? b. Mit welcher Geschwindigkeit v trifft der Wagemutige auf die Wasseroberfläche? Meine Ideen: Zu a.) Hubarbeit(WHub)= Masse(m)x g(Fallbeschleunigung)x h(Höhe) WHub= 70kg x 9,81m/s^2 x 27 = 18540,9 Nm oder auch J Zu b.) Geschwindigkeit(v)= m/s -> dachte ich zumindest, aber weder Meter noch Sekunden sind gegeben. Somit habe ich leider keine Ahnung wie ich auf die Geschwindigkeit komme. |
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