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Nachricht |
Jakob1234
Anmeldungsdatum: 10.12.2023
Beiträge: 1
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 Jakob1234 Verfasst am: 10. Dez 2023 21:27 Titel: Luftreibung |
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Meine Frage:
Hallo,
Ich hätte eine Frage zur Luftreibung beim freien Fall. Die Luftreibung ist auf Grund der Formel quadratisch zur Geschwindigkeit. Somit baut sich diese bei zunehmender Geschwindigkeit auf, bis Fg und Fr gleich groß sind und ein Kräftegleichgewicht herrscht.
Ich frage mich allerdings, was die Gegenkraft zur Luftreibung ist. Nach meinem Verständis werden die Luftmoleküle vor einem Körper beim freien Teil genauso beschleunigt wie der Körper selbst. Somit müsste die Kraft, die die Luftmoleküle auf den Körper ausüben, genauso groß sein, wie die Kraft mit der Klrper in diesem Moment beschleunigt wird. Das ist ja allerdings nicht der Fall. Wo denke ich nun falsch ? Ich bitte um Rückmeldung.
Meine Ideen:
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875
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| Myon Verfasst am: 10. Dez 2023 21:48 Titel: |
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Das ist schon richtig gedacht. Fällt der Körper, so prasseln im Mittel von unten mehr Moleküle und mit grösser Geschwindigkeit auf den Körper als von oben. Dadurch wirkt eine Kraft auf den Körper nach oben. Bei jedem Stoss mit einem Luftteilchen gilt actio=reactio: wenn das Luftteilchen am Körper apprallt, übeträgt es Impuls auf den Körper. Im Moment des Stosses wirkt aber eine entgegengesetzt gleichgrosse Kraft vom Körper auf das Luftteilchen, was zu einer Impulsänderung des Luftteilchens führt. Im Mittel werden also Luftteilchen nach unten beschleunigt. |
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Jakob1234#
Anmeldungsdatum: 10.12.2023
Beiträge: 9
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| Jakob1234# Verfasst am: 11. Dez 2023 07:37 Titel: Rückantwort |
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Ich frage mich bloß, warum die Luftteilchen nicht genau die gleich große Kraft nach oben ausüben, wie der Körper nach unten in selben Moment beschleunigt wird. Das müsste ja eig nach Newton III so sein. Somit würde der Körper aber keine Beschleunigung erhalten können
Du hast nun zwei Accounts, Jacob1234 wird daher demnächst gelöscht. Steffen |
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Aruna_Gast
Gast
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| Aruna_Gast Verfasst am: 11. Dez 2023 08:02 Titel: Re: Luftreibung |
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| Jakob1234 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Hallo,
Ich hätte eine Frage zur Luftreibung beim freien Fall. Die Luftreibung ist auf Grund der Formel quadratisch zur Geschwindigkeit. Somit baut sich diese bei zunehmender Geschwindigkeit auf, bis Fg und Fr gleich groß sind und ein Kräftegleichgewicht herrscht.
Ich frage mich allerdings, was die Gegenkraft zur Luftreibung ist.
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Na Fg, die Gewichtskraft
| Jakob1234 hat Folgendes geschrieben: |
Nach meinem Verständis werden die Luftmoleküle vor einem Körper beim freien Teil genauso beschleunigt wie der Körper selbst.
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wieso? weil die auch frei fallen? weil die vom Körper vor sich hergeschoben werden?
| Jakob1234 hat Folgendes geschrieben: |
Somit müsste die Kraft, die die Luftmoleküle auf den Körper ausüben, genauso groß sein, wie die Kraft mit der Klrper in diesem Moment beschleunigt wird.
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Diese Schlussfolgerung verstehe ich nicht, denn zwischen Kraft und Beschleunigung gibt es noch einen Proportionalitätsfaktor
Aber im Kraftgleichgewicht ist das so. Davor offensichtlich nicht. |
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Aruna_Gast
Gast
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| Aruna_Gast Verfasst am: 11. Dez 2023 08:07 Titel: Re: Rückantwort |
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| Jakob1234# hat Folgendes geschrieben: | Ich frage mich bloß, warum die Luftteilchen nicht genau die gleich große Kraft nach oben ausüben, wie der Körper nach unten in selben Moment beschleunigt wird.
Das müsste ja eig nach Newton III so sein. Somit würde der Körper aber keine Beschleunigung erhalten können |
Nein, nach Newton III wirkt auf den Körper die gleiche Kraft, wie er auf Luftteilchen ausübt, dadurch wird er ja gebremst. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875
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| Myon Verfasst am: 11. Dez 2023 08:16 Titel: Re: Luftreibung |
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| Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben: | | Jakob1234 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Hallo,
Ich hätte eine Frage zur Luftreibung beim freien Fall. Die Luftreibung ist auf Grund der Formel quadratisch zur Geschwindigkeit. Somit baut sich diese bei zunehmender Geschwindigkeit auf, bis Fg und Fr gleich groß sind und ein Kräftegleichgewicht herrscht.
Ich frage mich allerdings, was die Gegenkraft zur Luftreibung ist.
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Na Fg, die Gewichtskraft |
Nur, damit es keine Missverständnisse gibt: Die "Gegenkraft" zur Luftreibung im Sinne des 3. Newtonschen Gesetzes ist nicht nicht die Gewichtskraft. Die beiden Kräfte haben zuert einmal nichts miteinander zu tun.
Die Gegenkraft zur Luftreibung, also die Kraft von den Luftteilchen auf den Körper, ist die Kraft vom Körper auf die Luftteilchen.
Beim Fall nach unten wirkt auf den Körper die Gewichtskraft
nach unten.
Durch die Luftreibung wirkt eine Kraft auf den Körper nach oben, dabei übertragen Luftteilchen Impuls auf den Körper gemäss
Nach dem 3. Newtonschen Gesetz erfahren die Luftteilchen als Ganzes die entgegengesetzt gleich grosse Impulsänderung pro Zeit nach unten, die Lufttteilchen werden also nach unten beschleunigt.
Der Körper befindet sich im Kräftegleichgewicht, wenn |F_G|=|F_R|. |
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Jakob1234#
Anmeldungsdatum: 10.12.2023
Beiträge: 9
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| Jakob1234# Verfasst am: 11. Dez 2023 08:53 Titel: Rückantwort |
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Da hackt es eben etwas bei mir. Ich stelle mir das so vor, dass der Körper die Luftteilchen quasi vor sich her schiebt. Da der Körper mit einer bestimmen Kraft beschleunigt wird, werden also auch die Luftteilchen mit einer bestimmten Kraft beschleunigt. Daher üben die Luftteilchen genau die gleich große entgegengesetzte Kraft auf den Körper aus und dieser wäre ständig im Kräftegleichgewicht. Wo ist der Hacken? Ich kann mir nicht erklären warum die Luftmoleküle nicht mit der selben Kraft beschleunigt werden, wie der Körper, obwohl dieser die Luftmoleküle vor sich her schiebt. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 11. Dez 2023 09:50 Titel: Re: Rückantwort |
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| Jakob1234# hat Folgendes geschrieben: | | Ich kann mir nicht erklären warum die Luftmoleküle nicht mit der selben Kraft beschleunigt werden, wie der Körper, obwohl dieser die Luftmoleküle vor sich her schiebt. |
Das liegt daran, dass auf den Körper zusätzlich zum Luftwiderstand noch seine Gewichtskraft wirkt. Von der weiß die Luft nichts. Zwischen der Luft und dem Körper wirkt nur der Luftwiderstand (von der Luft auf den Körper) und die zugehörige umgekehrt gleich große Gegenkraft (vom Körper auf die Luft). Es kann zwar einen Punkt geben, an dem diese Gegenkraft so groß ist, wie die auf den Körper wirkende Gesamtkraft, aber da passiert physikalisch nichts besonderes. Es gibt keinen Grund, warum diese Kräfte gleich groß sein müssen und meistens sind sie es auch nicht. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875
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| Myon Verfasst am: 11. Dez 2023 09:56 Titel: |
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Vergass ich vorhin abzuschicken, deshalb jetzt eigentlich Wiederholung:
Gegenkräfte gemäss dem 3. Newtonschen Gesetz wirken wie gesagt auf verschiedene Körper. Aber Gewichtskraft und Reibungskraft müssen ja betragsmässig nicht gleich sein.
Also wir können haben: grosse Gewichtskraft auf den Körper nach unten, kleine Reibungskraft auf den Körper nach oben (wenn Fallgeschwindigkeit noch klein). Nach dem 3. Newtonschen Gesetz wirken dann
-eine grosse Gravitationskraft auf die Erde nach oben
-eine kleine Kraft auf die Luftmasse nach unten
Die Vorstellung, dass der Körper die Luftteilchen vor sich herschiebt, ist nicht richtig. Die Luftteilchen bewegen sich infolge der Temperatur, die die Luft hat, mit einigen 100m/s in alle Richtungen. |
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Aruna_Gast
Gast
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| Aruna_Gast Verfasst am: 11. Dez 2023 22:18 Titel: Re: Rückantwort |
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| Jakob1234# hat Folgendes geschrieben: | Da hackt es eben etwas bei mir. Ich stelle mir das so vor, dass der Körper die Luftteilchen quasi vor sich her schiebt. Da der Körper mit einer bestimmen Kraft beschleunigt wird, werden also auch die Luftteilchen mit einer bestimmten Kraft beschleunigt. Daher üben die Luftteilchen genau die gleich große entgegengesetzte Kraft auf den Körper aus und dieser wäre ständig im Kräftegleichgewicht.
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Die Kraft mit der ein Körper im Schwerfeld beschleunigt wird, ist - außerhalb des Kräftegleichgewichts - ungleich der Kraft, mit der er auf Luftteilchen einwirkt bzw. mit der die auf ihn einwirken.
Kraft ist nicht gleich Beschleunigung, sondern Masse*Beschleunigung.
Um eine große Masse zu beschleunigen braucht man mehr Kraft, als eine kleine Masse mit der gleichen Beschleunigung zu beschleunigen.
Einfach mal ausprobieren: Lege eine Wasserflasche auf eine Waage und dann stell Dich auf die Waage.
Du wirst sehen: obwohl ihr beide mit ca. 9,81m/s^2 beschleunigt werden, wird die Wasserflasche eine kleinere Kraft auf die Waage ausüben, als Du.
| Jakob1234# hat Folgendes geschrieben: |
Wo ist der Hacken?
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Hinten am Fuß, Du meinst wahrscheinlich "Haken" (sicr) |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 14. Dez 2023 21:00 Titel: Re: Luftreibung |
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Hallo,
| Jakob1234 hat Folgendes geschrieben: | | Nach meinem Verständis werden die Luftmoleküle vor einem Körper beim freien Teil genauso beschleunigt wie der Körper selbst. |
Auf den fallenden Körper wirken
- Gewichtskraft,
- Reibungskraft und
- Auftrieb (https://de.wikipedia.org/wiki/Statischer_Auftrieb).
Für übliche Geometrien ist die Gewichtskraft viel größer als der Auftrieb. Daher wird der Auftrieb in der Bilanz häufig nicht angegeben.
In Deinem Fall ist er aber wichtig, um zu verstehen, dass die Luft nicht einfach so mit dem Körper runterfällt. Für Luft sind Gewichtskraft und Auftrieb nämlich gerade gleich groß, so dass die Luft nicht wie ein Stein herunterfällt.
Viele Grüße
Michael |
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