Was fällt schneller: Ein kleiner Stein, oder ein Auto — und wieso?
4 Antworten
Ohne Luftwiderstand fallen beide gleich schnell.
Mit Luftwiderstand wird es kompliziert:Eine Eisenkugel mit der gleichen Masse wie das Auto würde auf jeden Fall schneller fallen als ein kugelförmiger Stein, weil Eisen eine größere Dichte als Gestein hat und daher im Verhältnis zum Stein der Luftwiderstand eine kleinere Rolle spielt.
Ein Auto ist aber keine massive Kugel und hat im Inneren ganz schön viel freien Raum - der Luftwiderstand spielt hier eine bedeutende Rolle und ist zusätzlich noch abhängig von der Form des Autos.
Meine Überlegung:Wenn man dem Stein die Dichte von Basalt gibt - also 3 g/cm³ und dem Auto (z.B. Masse = 2 000 kg und Volumen ist 2 m³) dann hätte das Auto nur eine Dichte von 1g/cm³. Daher würde der Luftwiderstand das Auto stärker bremsen als den Stein. Der Stein müsste daher schneller nach unten fallen als das Auto.
Allerdings spielt die Größe des Steins auch eine Rolle (Extremfall: ein Gesteinstaubkörnchen gegen einen Felsbrocken), weil beim Hinunterfallen Luftwirbel entstehen, die eine umso größere Wirkung haben, je kleiner der Stein ist.
FazitMan sieht, dass eine "harmlose" Frage ganz schön kompliziert werden kann, weil mehrere Faktoren (Größe, Material, Form ....) eine Rolle spielen. Vermutlich kann man nur ein eindeutige Antwort geben, wenn genau definiert ist, welche Größe, Form und welche Dichte das Auto und der Stein haben.
Man müsste eben Versuche machen - wäre sicher eher aufwändig - aber so funktioniert Wissenschaft ;-)
Die Fallgeschwindigkeit ist nur abhängig vom Luft Widerstand. Die Anziehungskraft ist von der Masse völlig unabhängig.
Das ist richtig!
Aber ist ist ein Unterschied, ob ein Staubteilchen aus z.B. Basalt in der Luft schwebt oder sich nur ganz langsam Richtung Boden bewegt oder ein massiver Felsbrocken. Bei einem Staubteilchen bremsen schon kleine Luftwirbel oder die Brownsche Bewegung den Fall nach unten deutlich.
Im Grunde habe ich aber auch nichts anderes gesagt.
Im Fall des Staubteilchens: Da spielt natürlich auch wieder der Luftwiderstand in Bezug zur Masse eine Rolle.
Theoretisch fällt beides gleich schnell, weil beides der gleichen Erdanziehungskraft ausgesetzt ist
Dazu stellt sich die Frage wo und zu welchen Bedingungen.
Theoretisch fällt beides gleich schnell.
Der freie Fall ist masseunabhängig
Das stimmt nicht ganz. Die Fallgeschwindigkeit ist nur abhängig vom Luft Widerstand. Die Anziehungskraft ist von der Masse völlig unabhängig.