Freier Fall 

 

In früheren Zeiten war man der Auffassung, dass schwere Körper schneller fallen als Leichte. Diese ist zwar auch heutzutage richtig, da ein Stein schneller als eine Feder zur Erde fällt, aber man weiß heute, dass im Vakuum alle Körper gleich schnell fallen. Galileo Galilei, der erste Experimentalphysiker, wies um das Jahr 1600 nach, dass gleicheformate, aber unterschiedlich schwere Körper (auch in der Luft) gleich schnell fallen. Das langsame Fallen einer Flaumfeder in der Luft konnte auf den Luftwiederstand zurückgeführt werden.

 

Unter dem freien Fall versteht man die Fallbewegung eines Körpers, auf den allein seine Gewichtskraft wirkt.

 

Die Fallbewegung ist eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung. Die Fallbeschleunigung auf der Erde wird mit g bezeichnet. Sehr genaue Messungen ergeben einen Durchschnittswert von g = 9,80665 m/s^2.

 

Die offensichtliche Abwesenheit von gravitationsbedingter Anziehung auf Raumflügen wird als Schwerlosigkeit oder Mikroschwerkraft bezeichnet.

Aufgabe (freier Fall)

Aus welcher Höhe müssen Fallschirmspringer zu Übungszwecken frei herabspringen, um mit derselben Geschwindigkeit (7 ms-1) anzukommen wie beim Absprung mit Fallschirm aus großer Höhe?

Geg:                                                          
       
Ges:  s                                                         

Lsg: Es muss die Höhe berechnet werden, aus der ein Körper fallen muss, damit er mit 7 m/s auf dem Boden aufkommt. Es gilt das Weg-Zeit-Gesetz der gleichmäßig beschleunigten Bewegung:

 

Leider ist in dieser Gleichung die Geschwindigkeit nicht enthalten. Dafür aber die Fallzeit. Das Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz hilft weiter:

Das wird nach t umgestellt

und eingesetzt:

 

Antwort: Die Fallschirmspringer müssen aus einer Höhe von 2,5 m springen, um mit 7 m/s auf dem Boden aufzukommen.