Wieso fällt der Luftballon so langsam?
Hallo
meine Kinder haben mir obengenannte Frage gestellt, die ich ihnen auch nicht wirklich beantworten kann. Aber mich würde es selbst interessieren.
In einer Sendung habe ich mal gesehen, dass wenn man Gegenstände mit der gleichen Form und Größe herabfallen lässt, kommen alle in der gleichen Zeit unten an, egal wieviel sie wiegen. Das scheint beim Luftballon nicht so zu sein. Aber warum?
Bitte keine Antworten, wie "weil das so ist" oder so. Und es wäre ganz lieb, wenn Ihr das mit Worten oder Beispielen erklärt, dass das auch Kinder verstehen können.
Danke im Voraus!
LG Frageschaf
9 Antworten
Zwar fallen nach Newton alle Körper immer gleich schnell, das gilt aber nur für das Vakuum. Je größer die Fläche, desto höher die Luftreibung. Je größer die Masse, desto größer die Kraft die den Körper nach unten beschleunigt.
Hat man viel Fläche aber wenig Masse (Feder, Luftballon), hebt die Luftreibung beim Fallen die beschleunigende Kraft der Schwerkraft schnell auf.
Das nennt man dann "Endgeschwindigkeit" oder (englisch) "Terminal velocity".
Bei einem Menschen liegt die Endgeschwindigkeit weit über 100km/h. Bei einer Maus unter 20km/h. Eine Maus kann also unbegrenzt tief auf eine Wiese fallen ohne sich dir Knochen zu brechen. Beim Menschen bricht man sich alle Knochen lange bevor man die Endgeschwindigkeit erreicht hat,
Bei einer Feder oder einem Ballon (Treppenhaus) kann man das auch beobachten. Im ersten Moment fällt der Ballon immer schneller, erreicht aber nach noch nicht mal einem Meter seine Endgeschwindigkeit und fällt dann mit konstanter geschwindigkeit.
Eine Münze oder eine Bleikugel die viel masse aber wenig Luftwiderstand hat wird den ganzen Weg nach unten beschleunigen und immer schneller werden. Eine fallende Gewehrkugel beschleunigt etwa 100 Meter und erreicht dann erst ihre Endgeschwindigkeit.
Der Sinn eines Fallschirms ist die Luftreibung eines Menschen extrem zu erhöhen ohne die Masse deutlich zu erhöhen. Dadurch verringert sich die Endgeschwindigkeit extrem und der Mensch kann sogar noch sicherer als eine Maus am Boden landen.
Die Maus erreicht ihre Endgeschwindigkeit nach wenigen metern. Da ist es egal ob man die aus ein paar Metern fallen lässt oder aus vielen hundert Metern.
Auch aus einem Kilometer Höhe kann die das überleben sofern die nicht auf dem Weg nach unten aus Angst stirbt (geht bei Mäusen extrem schnell).
Einen Wiedereintritt in die Erdatmosphäre oder so große Höhen dass die Maus erstickt funktionieren natürlich nicht, hier geht es um den Aufprall und nicht um das ersticken oder erfrieren!
Das liegt am luftwiederstand, welcher beim ballon verglichen zu seinr geringen masse sehr hoch ist. der oben genannte fall tritt nur ein, wenn zwei gegenstände in einem fast luftleeren raum fallen, der luftwiederstand, die masse und die form/ das Volumen werden vernachlässigt
Im Vakuum also ohne Luft würde der Luftballon genauso schnell fallen wie eine Bleikugel. Es liget also an der Luft. Der Luftwiderstand brest den Ballon, der sehr leicht ist abe rein Grossse Angriffsfläche für den Luftwiderstand bietet.
Natürlich fallen 10kg in 1m³ gepresst schneller als 1kg in 1m³ gepresst. -> Physik
In einem luftleeren Raum, fällt alles, egal wie groß/schwer gleich schnell, weil der Luftwiderstand fehlt, der die verschiedenen Fallgeschwindigkeiten beeinflusst.
Jede Kraft führt zu einer Gegenkraft. Der Abwärtsbewegung im NICHT Luftleeren Raum wirkt ....... ?WAS? ....... entgegen?
Was wirkt der Abwärtsbewegung entgegen? Meinst du den Luftwiderstand? Dies ist aber nicht die newtonsche Gegenkraft zur Gravitation, sondern einfach eine zweite Kraft, die am selben Körper angreift. Die Gegenkraft, von der du sprichst, greift nicht am Körper an, der Luftwiderstand schon, Gravitation und Luftwiderstand sind eben gerade keine "Gegenkräfte".
Bevor du dich also hier mit überheblichem Getue aus dem Fenster lehnst, solltest du dir erst einmal selbst die Grundzüge der physikalischen Mechanik aneignen.
Wenn man eine Maus aus ein paar km Höhe aus einem Flugzeug wirft, wird sie das kaum überleben.