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Physikexperiment: Fallgeschwindigkeit von 2 Bällen ?

Frage: Physikexperiment: Fallgeschwindigkeit von 2 Bällen ?
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Guten morgen alle zusammen :o :D
Ich muss zur nächsten Physikstunde ein Experiment vorbereiten welches über meine Note entscheidet.
Ich soll 2 Tischtennisbälle, einer mit Wasser gefüllt der andere ohne, von einem tisch auf eine Metallplatte fallen lassen. Neben der Metallplatte liegt dann ein Mikrofon welches an ein Notebook angeschlossen ist und mit Goldwave soll ich dann an hand dieser Kurve herausfinden ob beide Bälle gleichzeitig aufkommen. Jetzt zu meinen fragen: Ist es nicht von Anfang an logisch das der gefüllte schneller ankommt? :o und zweitens: Ich soll dazu auf noch einen Vortrag halten und da soll ich auch parallelen herstellen von dem experiment zu realen Beispielen (die Lehrerin hat gesagt das man z.B. den schiefen Turm von Pisa nehmen kann aber ich wüsste nciht wie)?! Kann mir jemand helfen? :o
Frage von IwanttohaveStevesJob (ehem. Mitglied) | am 02.07.2011 - 10:52


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Antwort von v_love | 02.07.2011 - 11:53
"Ist es nicht von Anfang an logisch das der gefüllte schneller ankommt?"

für mich nicht ...

die bewegung eines körpers wird klassisch bestimmt durch das newtonsche kraftgesetz m*a=F (+2 anfangsbed.), wobei m die (träge) masse, a die beschleunigung und F die auf den körper wirkende kraft ist.
bei gleichen anfansbed.
und einem F, das prop. zu m wächst, wird die zeit, bei der der ball auf den boden aufkommt dieselbe sein.

wenn man nur die gewichtskraft F=m*g als wirkende kraft annimmt (und von äquivalenz von schwerer und träger masse ausgeht), dann ist die beschleunigung beide male dieselbe.
wenn man den versuch im vakuum durchführt, hat man auch nur diese kraft. in luft erhälst du dann noch zus. kräfte (z.b. kann man F=c*v annehmen, c unabh. von m). inwieweit die hier eine rolle spielen, wirst du dann sehen. jedenfalls wird der unterschied in der fallzeit, wenn du eine signifikante abweichung feststellst, darauf zurückzuführen sein.


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Antwort von paradoxon (ehem. Mitglied) | 02.07.2011 - 20:23
Wenn für dich logisch ist, dass der gefüllte Ball schneller fällt, da er schwerer ist, befindest du dich in guter Gesellschaft ;) , denn Aristoteles glaubte das auch. Aber Galileo Galilei fand heraus, dass diese Annahme falsch ist. Nach seinen Erkenntnissen gilt für das Vakuum, aber auch auf der Erde, wenn man den Luftwiderstand vernachlässigen kann (was der Fall ist, wenn die Körper die gleiche Form und Größe haben und die Fallhöhe nicht extrem hoch ist), dass am selben Ort (die Fallbeschleunigung g ist ortsabhängig!) der gefüllte Tischtennisball und der ungefüllte gleich schnell fallen.
Dass eine Feder langsamer als ein Steinchen fällt, liegt also nicht daran, dass sie leichter ist, sondern, dass durch ihre Form der Luftwiderstand größer ist.

Für den freien Fall (= gleichmäßig beschleunigte gradlinige Bewegung) gilt: v = g*t => die Fallzeit t = v/g.

Die Fallbeschleunigung g, die auch Ortsfaktor genannt wird, nimmt mit wachsendem Abstand zum Erdmittelpunkt ab: An den Polen, wo die Erde abgeplattet ist, beträgt er 9,833 m/s², am Äquator 9,78 m/s².

Und nun noch zum schiefen Turm von Pisa: Galilei lehrte an der Universität von Pisa Mathematik. Nebenbei führte er physikalische Experimente durch. Ende des 16. Jahrhunderts soll er, indem er Steine vom schiefen Turm herunterfallen ließ, die Fallgesetze entdeckt haben.
Dadurch fiel er aber bei den Anhängern der Lehre von Aristoteles in Ungnade und sein Vertrag mit der Universität von Pisa wurde nicht verlängert. Glücklicherweise war man in Padua für Neues offener und Galilei erhielt 1592 einen Ruf an die dortige Universität als Mathematik-Professor.

Viel Glück für deinen Vortrag!

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