Freier Fall und senkrechter Wurf nach unten

Freier Fall

Der Literaturwert der Fallbeschleunigung auf der Erde (g = 9,81

\frac{m}{s ^{2}}

) weicht oft von Experimentierergebnissen ab. Nenne Gründe für diese Abweichung.

Merke

Aufgabe zur Aufprallgeschwindigkeit

Eine Kiwi wird einmal auf dem Mond und einmal auf der Erde aus einer Höhe von
8,00 m fallengelassen. Berechne die Aufprallgeschwindigkeit der Kiwi auf dem Mond (g_Mond = 1,61

\frac{m}{s ^{2}}

) und auf der Erde mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes. Vergleiche beide Ergebnisse kurz.

Hinweis

Das Ergebnis aus $v^{2}$ kann sowohl positiv, als auch negativ sein. Welches Vorzeichen ist sinnvoll?

Berechne die Aufprallgeschwindigkeit erneut. Verwende diesmal die Bewegungsgleichungen. Vergleiche deine Ergebnisse mit den Ergebnissen aus Aufgabe 1).

Hinweis

Nutze die Bewegungsgleichungen für die gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung.

Senkrechter Wurf nach unten

Beim senkrechten Wurf nach unten addieren sich die Geschwindigkeiten und Wege beider Teilbewegungen. Der Wurf nach unten ist ein Spezialfall der gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung , bei welchem v₀ $>$ 0 gilt. v₀ erhält aufgrund der Bewegungsrichtung nach unten ein negatives Vorzeichen. Es gilt:

Berechnet die Geschwindigkeit für den freien Fall, welcher 4:19 min dauert und für einen senkrechten Wurf nach unten mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 50 km/h.

Merke

Beim freien Fall und senkrechten Wurf nach unten erreichen Körper oftmals ihre

Maximalgeschwindigkeit, bevor sie den Boden erreicht haben. Entgegen der Gewichtskraft des Körpers F_G wirkt die Newtonsche Reibung. Diese hängt von der Geschwindigkeit ab. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit sind Gewichtskraft des Körpers und Reibungskraft gleich groß. Die Gesamtkraft ist dann null. Der Körper beschleunigt nicht mehr, sondern bewegt sich in einer geradliniger gleichförmiger Bewegung weiter.

Für die Newtonsche Reibung gilt: $F = \frac{1}{2} \cdot c_{w} \cdot ρ \cdot A \cdot v^{2}$

mit: $c_{w}$ : Widerstandskoeffizient (formabhängig), $ρ$ : Dichte des Mediums, indem sich der Körper bewegt, A: Querschnittsfläche des Körpers, v: Geschwindigkeit des Körpers