Freier Fall

Über Freier Fall

Bungee Jumping von der Brücke, ein Fallschirmsprung aus dem Flugzeug, ein banaler Stein der zu Boden fällt. Diese Beispiele von Personen und Gegenständen haben eines gemeinsam: Sie befinden sich für einen gewissen Zeitraum im freien Fall. „Die Bewegung eines Körpers unter dem einzigen Einfluss der Schwerkraft“ – der freie Fall – ist eine echte Faszination, die wir dir mit anschaulichen Videos und Formel Übungen im Physik-Kurs verständlich erklären. Duden Learnattack kannst du als Physik-Nachhilfe online jederzeit nutzen – wann du willst, wo du willst!

Der freie Fall: Fallgeschwindigkeit lernen im Kursfach Physik

Auf den ersten Blick ist es gar nicht so einfach, das Thema in Physik zu lernen. Aber wir helfen dir dabei! Fällt ein Körper in Richtung Erdmittelpunkt, wird also von der Schwerkraft angezogen, und erfährt er eine geradlinige, konstante Beschleunigung, spricht man in der Physik vom freien Fall. Auf ihn wirkt ausschließlich die Gewichtskraft F_G, die aus der Masse des Körpers (m) und der Fallbeschleunigung (g) berechnet wird. Letzteres ist die Beschleunigung, mit der der Körper fällt. Sie ist vom jeweiligen Ort abhängig und wird daher auch Ortsfaktor genannt. An einem Ort ist die Fallbeschleunigung für alle Körper gleich – unabhängig ihrer Masse. Für die Erdoberfläche hat man den Betrag 9,81 m / s² ermittelt. Der freie Fall einer Feder und eines Steins werden also von der gleichen Fallbeschleunigung bestimmt. Einzig ihre unterschiedlichen Massen sorgen dafür, dass der Stein schneller zu Boden fällt als die Feder. Das heißt ihre Fallgeschwindigkeit ist unterschiedlich. Der freie Fall lässt sich in diesem Beispiel einfacher in einem Vakuum darstellen, denn hier fallen Feder und Stein tatsächlich gleich schnell zu Boden.

Der freie Fall ohne und mit Luftwiderstand

• In normalen Experimenten wird der Luftwiderstand, der eigentlich einen fallenden Körper bremsen müsste, vernachlässigt. Das gilt etwa für Steine, die aus einer geringen Höhe zu Boden fallen. Dann wird die bereits erwähnte „mittlere Fallgeschwindigkeit“ von 9,81 m / s² verwendet, um Fallstrecke (h in Meter m) und die Fallzeit (in Sekunden s) zu berechnen. Folgende Formel gilt für den freien Fall ohne Luftwiderstand: h = g * t² / 2.

• Bei einem Fallschirmspringer muss der Luftwiderstand berücksichtigt werden, da er sich in einer großen Entfernung zur Erdoberfläche befindet und seine Fallbeschleunigung abgebremst wird. Die Fallbeschleunigung verringert sich um den Luftwiderstand, bis sie irgendwann 0 m / s erfährt und die Geschwindigkeit konstant bleibt. Das heißt: Die Fallbeschleunigung ist nicht konstant, weil sie vom Luftwiderstand abhängig ist, der wiederum nicht konstant ist. Daher ist die Berechnung des freien Falls komplexer: Übungen in der Schulstunde Physik zeigen dir, wie du vorgehen musst.

Nie wieder schlechte Noten in Physik

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