Kräfte auf der Erder und auf dem Mond
Brauche Hilfe bei Physikaufgabe: Wird auf der Erde ein Stein aus großer Höhe fallen gelassen, so erreich dieser bald eine Höchstgeschwindigkeit, Auf dem Mond würde der selbe Stein bis zum Boden immer schneller werden Begründe dieses Verhalten mit den wirkenden Kräften.
5 Antworten
Alles, was zu Boden fällt, wird durch die Schwerkraft gleichmäßig beschleunigt. Das ist sowohl auf der Erde, als auch auf dem Mond oder auf jedem anderen Himmelskörper so, der eine Schwerkraft hat. Auf der Erde spielt aber der Luftwiderstand eine Rolle. Dadurch wird der freie Fall gebremst. Auf dem Mond ist zwar die Schwerkraft und damit die Beschleunigung geringer, aber da der Mond keine Atmosphäre hat, wird dort ein fallendes Objekt auch nicht durch einen Luftwiderstand gebremst. Als Beispiel könnte man noch das sogenannte Hammer-Feder-Experiment nennen, dass die Astronauten auf dem Mond durchgeführt haben. Die haben einen Hammer und eine Feder aus gleicher Höhe fallen lassen und beide Objekte sind trotz ihres großen Masseunterschiedes gleichzeitig am Boden angekommen, da sie in gleicher Weise durch die Schwerkraft des Mondes beschleunigt wurden. Führt man dieses Experiment auf der Erde durch, fällt der Hammer deutlich schneller zu Boden, da der Luftwiderstand Einfluss auf die Dinge nimmt. Eine wesentliche Rolle spielt hier Masse, Volumen und Form der Objekte.
Berücksichtigt man beim freien Fall den Luftwiderstand nicht oder ist er nicht vorhanden, so führt die Gravitationskraft F = m * a (wobei m die Masse und a die Erd- bzw. Mondbeschleunigung ist) zu einer gleichmäßigen Zunahme der Geschwindigkeit und die Endgeschwindigkeit kann man aus der Formel v=wurzel(2ah) berechnen, wobei h die Höhe ist. Bei einem Luftwiderstand wirkt eine Kraft der Größe C * v² genau entgegen, wobei C eine Konstante ist (je nach Luftdichte) und v die momentane Geschwindigkeit ist. Die entgegengesetzte Kraft steigt also mit dem Quadrat der augenblicklichen Geschwindigkeit und der Körper kommt praktisch (theoretisch aber nur asymptotisch) zu einer Endgeschwindigkeit, die sich rechnerisch zu Wurzel(m * g / C) ergibt.
Anmerkung: An der letzten Formel sieht man, dass bei Luftwiderstand die Endgeschwindigkeit von der Masse abhängt (ohne Luftwiderstand aber nicht). Dies hat bereits den ehrenwerten Aristoteles irregeführt und zu falschen Fallgesetzen geführt.
Die Bremskraft der Luft steigt mit der Geschwindigkeit, d.h. irgendwann ist sie gleich gross wie die Schwerkraft, und der Stein wird nicht weiter beschleunigt.
Und die Luft auf dem Mond ist so dünn, dass sie bie diesem Effekt vernachlässigt werden kann.
Die Schwerkraft des Mondes hält sie jedenfalls zurück. Der Mond war früher vulkanisch, und haben sich Gase gebildet, die halt bis heute geblieben sind.
auf dem mond herschen die bedingungen wie bei einem Vakuum sprich einem luftleeren raum. der stein beschleunigt weil er nicht durc die liuft gebremst wird. auf der erde verhindern die luftmoleküle das der stein schneller wird
Über der Erde wird der Stein durch den Luftwiderstand abgebremst, über dem Mond nicht.
Wer hat auf den Mond Luft gebracht?