Einfluss des Luftwiderstands

Shinyshaymin · Anmeldungsdatum: 22.10.2015 Beiträge: 2

Meine Frage:
Hallo erstmal smile

Also, ich muss mit einem Klassenkameraden am Montag ein Experiment zur Fallbeschleunigung etc durchführen. Dazu haben wir einige Aufgaben bekommen, unter anderem diese: Betrachten Sie den Einfluss der Luftreibung beim freien Fall einer Kugel (d=12mm, Dichte der Kugel(pK)=3,0g/cm³, Dichte der Luft(pL)=1,29 kg/m³, Widerstandsbeiwert der Kugel(c)=0,4) für folgende Fallzeiten:t1=0,1s, t2=0,6s,t3=2,0s. (g ist in unserem Fall 9,81m/s²)
Aufgabe geht danach noch n ganzes Stück weiter, das haben wir aber schon fertig, nur bei dieser Aufgabe kommen wir einfach nicht weiter. Wir haben die zwar Ergebnisse, aber bei 2 Sekunden Fallzeit beeinflusst die Luftreibung das Ganze ja wohl kaum um 42%.

Meine Ideen:
Zu unseren eigenen Ansätzen:
Soweit wir wissen müssen wir um den Einfluss des Luftwiderstandes rauszubekommen eben diesen ins Verhältnis mit der Gewichtskraft setzen. Also war unser erster Schritt das bestimmen der Gewichtskraft.
Fg=m*a, a in dem Fall=g. Als Volumen der Kugel haben wir 0,9 cm³ raus, als Masse demzufolge 2,7g, oder 0,0027 kg.
Setzen wir alles ein kommen wir auf eine Gewichtskraft von 0,0265 N. (Weiß leider nicht wie ich hier mit den Zehnerpotenzen schreibe, deswegen mit den Nullen). Für den Luftwiderstand haben wir als Formel: 0,5*0,4*Pl*v²*A, wurde uns so vorgegeben. Nach v=a*t haben wir für die Geschwindigkeiten rausbekommen v1=0,981m/s, v2=5,89m/s und v3=19,62 m/s. Für den Flächenschnitt der Kugel nach A=PI*r² als A=0,000113m².
Damit haben wir alles für den Luftwiderstand zusammen. Diese sind dann F1=0,000028N, F2=0,00101N, F3=0,0112N.
Wenn wir das ins Verhältnis zur Gewichtskraft setzen (also Luftwiderstand/Gewichtskraft) bekommen wir Ergebnisse wie folgt: E1=0,001, E2=0,038, und E3=0,42. Da wir das ja aber für die Prozentzahlen noch um zwei Kommastellen verschieben müssen bekommen wir als Einfluss 0,1%, 3,8% und 42%, was unserer Meinung nach völlig unmöglich ist...

Danke schonmal im Vorraus wenn sich jemand findet smile

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Tja, der Luftwiderstand wächst halt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit.
Wink

Shinyshaymin · Anmeldungsdatum: 22.10.2015 Beiträge: 2

Aber wir haben die doch quadriert? Liegt der fehler schon an der Geschwindigkeit oder nur beim luftwiderstand ausrechnen selbst?

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Der Fehler liegt in der Unübersichtlichkeit. Man rechnet:

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Dieser Link hilft vielleicht weiter

https://de.wikipedia.org/wiki/Fall_mit_Luftwiderstand