Wie kommt es zum Kräftegleichgewicht?
Im Physikunterricht haben wir halt gelernt, dass wenn ein Papierkegel runterfällt, seine Geschwindigkeit konstant ist. Der Lehrer hat aber auch gesagt dass eine Stahlkugel auch konstante Geschwindigkeit erreichen kann wenn es nur lange genug fällt (Also seinen Kräftegleichgewicht erreicht). Wie ist das aber möglich, dass egal was nur lange genug fällt immer seinen Kräftegleichgewicht erreicht. Weil beim Papierkegel ist es ja verständlich wegen der großen fläche die so viel luftwiederstand auslöst aber wie ist das bei der kugel? Wie kommt hier der Kräftegleichgewicht zu Stande?
3 Antworten
der Strömungswiderstand wächst mit der Geschwindigkeit. Wenn die Widerstandskraft gleich den Gewicht wird, ist die konstante Endgeschwindigkeit erreicht. Diese hängt damit von Form und Dichte des fallenden Objekts ab.
Das Kräftegleichgewicht entsteht, wenn die auf ein Objekt einwirkenden Kräfte gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, was zu einer Nettokraft von Null führt. Dies wird als Gleichgewichtszustand bezeichnet und ist ein Schlüsselbegriff in der Physik. Das Kräftegleichgewicht zeigt sich auch in den Wechselwirkungen zwischen zwei oder mehr Objekten, bei denen die Kräfte zwischen ihnen gleich und entgegengesetzt sind.
Nach dem gleichen prinzip, wie bei der papierkugel. Irgendwann ist die geschwindigkeit so hoch, dass der luftwiderstand gleich der gravitationskraft ist. Tritt halt nur deutlich später ein, weil die dichte höher ist: die kugel ist schwer und klein.