Gewichtsveränderung beim Fallen
Ich weiß, dumme Frage:
warum "verändert" sich das Gewicht eines Körpers beim Fall aus beispielsweise 100 Metern bis zum Aufprall so stark?
Liebe Grüße
Quatschkopfski
4 Antworten
Gewicht ist das Produkt aus Masse eines Körpers und der Schwerebeschleunigung und ist eine Kraft. Das Gewicht ändert sich während des Falls eines Körpers nicht (zumindest nicht nennenswert - also nur in dem Maße, wie sich mit dem Aufenthaltsort die Schwerebeschleunigung ändert), sie ist von der Geschwindigkeit des Körpers unabhängig!
Du meinst vermutlich, dass sich der Impuls (und somit die Kraft, die beim Aufprall auf den Boden und den Körper wirkt) mit zunehmender Fallstrecke erhöht. Da der Körper durch die Gewichtskraft beschleunigt wird, bis schließlich die Luftreibung den selben Betrag hat, wie die Gewichtskraft (aber umgekehrtes Vorzeichen), wird der Körper bis Erreichen der Endgeschwindigkeit immer schneller. Da der Impuls in der klassischen Mechanik definiert ist als das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit, wird der Impuls mit steigender Geschwindigkeit größer.
War es das, was Du wissen wolltest?
das Gewicht eines Körpers ist wie schon von "Arrgh" so richtig erkannt, das Produkt aus Gravitation und Masse. während des freien Falles oder zumindest in der Beschleunigungsphase liegt das Gewicht bei 0 weil sich die Gravitation und die Beschleunigung des Körpers aufheben. wenn (vorrausgesetzt, dass eine athmosphäre vorhanden ist) die Endgeschwindigkeit erreicht ist, hat der Körper kurzzeitg rein theoretisch ein negatives gewicht. bis zum Moment des Aufschlags. in diesem moment liegt das Gewicht des Körpers kurzeitig auf Grund seiner Eigenträgheit beim Mehrfachen des Gewichtes unter Normalbedingungen...
lg, anna
Basta - sind wir hier im Kindergarten?
Zum Thema: Richtig ist, dass die Luftreibung eine Kraft ist, die eine Beschleunigung des Körpers entgegen seiner Fallrichtung bewirkt. Das Gewicht des Körpers wird dadurch aber nicht verändert. Wäre das Gewicht negativ, würde sich das Vorzeichen des Kraftvektors der Gewichtskraft ändern und Gewichtskraft und Luftreibung würden den Körper von der Erdoberfläche weg beschleunigen. Folglich würde der fallende Körper nicht nur nicht schneller, sondern im Gegenteil sogar langsamer. Selbst wenn Du die Physik dahinter vielleicht nicht nachvollziehen kannst, so wirst Du mir doch zumindest zustimmen, dass Du noch nie beobachtet hast, dass ein Körper, der ohne Veränderung seiner Geometrie fällt, im freien Fall langsamer wird, oder?
Warum sollte sich das Gewicht beim Fallen ändern? Die Gewichtskraft ist die durch die Wirkung eines Schwerefeldes verursachte Kraft auf einen Körper. Sie ist das Produkt aus Masse und Gravitationskonstante (g = 9,81). Bei einer Fallhöhe von 100 m kann man g als konstant setzen. Solange auch die Masse konstant bleibt, kann sich also nichts am Gewicht ändern. Was sich ändert, sind völlig andere Größen:
Beim Fall vergrößert sich die Geschwindigkeit. Die potentielle Energie (Lageenergie, E = m mal g mal h) wird in kinetische Energie (Bewegungsenergie) umgewandelt. Letztere (steigt also genauso wie der Impuls (m mal v).
Da die Gewichtskraft Masse mal Erdbeschleunigung ist, verändert sie sich beim Fallen nur marginal, nämlich in der Weise, als g wegen des abnehmenden Abstandes zum Erdschwerpunkt zunimmt, bei 100 m ist das aber sicher nur mit sehr feinen Messgeräten nachweisbar.
"während des freien Falles oder zumindest in der Beschleunigungsphase liegt das Gewicht bei 0 weil sich die Gravitation und die Beschleunigung des Körpers aufheben"
Die Beschleunigung, die der Körper erfährt, ist die Gravitationsbeschleunigung. Da hebt sich nichts auf! Das Gewicht eines Körpers ist nur in der Schwerelosigkeit 0!
"wenn (vorrausgesetzt, dass eine athmosphäre vorhanden ist) die Endgeschwindigkeit erreicht ist, hat der Körper kurzzeitg rein theoretisch ein negatives gewicht. bis zum Moment des Aufschlags."
Wieso sollte der Körper ein negatives Gewicht haben? Der Körper wird durch die Gewichtskraft solange beschleunigt, bis die Reibungskräfte eine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit verhindern, also die Gravitationsbeschleunigung und die Reibungsbeschleunigung entgegengesetzt gleich sind.