Weshalb ist Gewichtskraft = Dem Luftwiederstand?

Fragestunde · Gast

Meine Frage:
Das ist die einzige Frage die ich habe. Ich habe im Internet leider nur herausgefunden das es so ist aber nicht wieso

Meine Ideen:
Siehe oben

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wenn du aus einem Flugzeug springst, so hast du anfangs v=0, also keinen Luftwiderstand. Die Gewichtskraft zieht dich nach unten und du wirst schneller. Dabei steigt auch der Luftwiderstand. Da dieser der Gewichtskraft entgegenwirkt, wird die Beschleunigung daher kleiner, je schneller du wirst. Irgendwann (theoretisch erst nach unendlich langer Zeit, praktisch aber schon nach wenigen Sekunden) ist der Punkt erreicht, wo der Luftwiderstand genauso groß ist, wie dein Gewicht: Dann ist die resultierende Kraft =0 und es erfolgt keine Beschleunigung mehr: Du fällst mit konstanter Geschwindigkeit. Genau auf diesen Fall bezieht sich die Aussage!

Namenloser · Gast

Es fällt mir immer wieder auf:

Die Fragestellung ist absolut unklar. Aus dem Satz "Wieso ist die Schwerkraft gleich dem Luftwiderstand" kann man deine Frage eigentlich überhaupt nicht erschließen.

ohja · Gast

Fragesteller · Gast

Das ist leider genau die Frage die so in unserem Skript steht.

@Namenloser Tut mir also leid für dich wenn das wieder einmal "typisch" ist. Kannst dich gerne bei unserem Physiklehrer beschweren.

@Schnudel was mir aber noch nicht ganz klar ist, weshalb gleichen sich diese Kräfte aus? Also wieso wird der Luftwiederstand nicht einfach grösser und der Falschirmspringer bleibt auf einmal in der Luft stehen? Oder umgekehrt weshalb beschleunigt der Fallschirmspringer nicht endloss und der Luftwiederstand bremst nur eine gewisse Energie ab.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Der "Ausgleich" hängt mit der Geschwindigkeit zusammen. Je schneller, desto stärker die Bremsung - im Wechselspiel mit dem beschleunigenden Gewicht. Bis wohin?

Packo · Gast

Kaum anzunehmen, dass der Fragesteller (oder Fragestunde?) etwas begreift.

Zum Beispiel, dass eine Frage in den Text und nicht in den Titel gehört.

Oder, dass im Skript sicherlich noch anderes steht und die Frage aus dem Kontext herausgerissen wurde.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18152

Zunächst herrscht eine ortsunabhängige Fallbeschleunigung g (wir ignorieren dabei die Tatsache, dass die Erdbeschleunigung mit 1/r² abnimmt, d.h. unsere Argumentation gilt nur für geringe Höhen verglichen mit dem Erdradius). Dann existiert eine i.A. geschwindigkeitsabhängige Reibungskraft, aus der wiederum eine entgegengestetzt der Geschwindigkeit gerichtete, also negative Beschleunigung resultiert.

Die resultierende Kraft lautet demnach

was auf die Beschleunigung

führt. Aus dieser Gleichung folgt, dass die resultierende Beschleunigung verschwindet, wenn Reibungskraft und Gewichtskraft betragsmäßig gleich sind. Ab diesem Moment wäre dann die Beschleunigung Null und somit bliebe dann die Geschwindigkeit konstant.

Dazu müssen wir aber eine Annahme über die Reibungskraft treffen, nämlich dass es eine Lösung der Gleichung

für positives v gibt und dass weiterhin dieses v im Zuge der Lösung der Differentialgleichung auch (asymptotisch) erreicht wird. Wenn man v näherungsweise durch eine lineare oder gar quadratisch wachsende Funktion annähern kann, ist dies sicher erfüllt. Dies ist aber der realistische Fall für Gase oder Flüssigkeiten. Im Falle einer konstanten = geschwindigkeitsunabhängigen Reibungskraft (näherungsweise bei Gleitreibung, Rollreibung) wäre dies nicht der Fall, d.h. in diesen Fällen würde keine Maximalgeschwindigkeit existieren (was natürlich nicht realistisch ist, die Näherung wird irgendwann ungültig)