Gewichtskraft und Luftwiderstand (SELTSAM)

Aufrufe: 1418     Aktiv: 03.12.2020 um 19:09
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Hi, 

ich hab da eine einen kleinen Hirnknoten der mich nicht in Ruhe lassen will, weshalb ich da einfach Mal 'blöd' fragen muss, um das Konzept dahinter besser zu verstehen, als es jetzt so oberflächlich zu betrachten und stehen zu lassen. Auch wenn es eigentlich ein banales Thema ist.

In dem folgenden Quiz ging es darum, dass die Gewichtskraft und die Luftwiderstandskraft gegengleich sind und sich somit aufheben.

Also klar ist mir aufjedenfall, dass die Kräfte den selben Betrag haben sollen, aber halt lediglich in die entgegengesetze vektorielle Richtung wirken von daher ergibt das Ganze ja auch einen Sinn.

Allerdings hab ich zum Betrag eine kleine Verwirrung.. Die Fläche des Fallschirms, auf welche die Luftwiderstandskraft von unten wirkt ist ja entscheidend dafür, dass sich diese Kräfte aufheben. Ich krieg nur den Zusammenhang mit der Gewichtskraft nicht her, drückt die Gewichtskraft somit auf die selbe Fläche von oben?? bzw.. der Körper wird ja mit seiner gesammten Masse richtung Ermittelpunkt angezogen. ,,Die Luftwiderstandskraft hat den gleichen Betrag wie die Gewichtskraft." 

Am Anfang dachte ich ja gut - eigentlich müsste ja der Luftwiderstand größer sein, um mich da abzubremsen.. bzw. ja auch nicht? Denn offensichtlich muss die Kraft gegengleich sein , aber trotzdem sinke ich in Richtung BODEN - Also ist die Gewichtskraft doch höher? Müsste ich nicht irgendwie einfach in der Luft schweben können, wenn die Kräfte sich ausgleichen? 

 

Je mehr ich aufs Papier bringe, desto komplexer wird es Fragen zu stellen. XD 

Ich hoffe ich konnte annäherend vermitteln, wo ich hänge. Es ergibt ja schon Sinn, trotzdem frage ich mich wie es in den anderen Fällen aussieht. 

 

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Ich denke ich verstehe wo du hängst.

"Müsste ich nicht irgendwie einfach in der Luft schweben können, wenn die Kräfte sich ausgleichen?"

Nein, so ist es nicht. Denk dran, dass F = m * a

Die Kraft bewirkt also eine Beschleunigung. Wenn die Kräfte im Gleichgewicht sind, wird also die Beschleunigung null.

Dass bedeutet aber nicht, dass der Körper keine Geschwindigkeit mehr hat. Das Kräftegleichgewicht bewirkt, dass sich der Körper gleichförmig bewegt.

Ein Abbrems bzw. Beschleunigungvorgang bekommtst du bei unterschiedlich großen Kräften.

Es ist natürlich richtig, dass du prinzipiell mit v=0 starten könntest und dann direkt mit Gleichgroßen Kräften ein Beschleunigen verhindern könntest, sodass man schwebt. Nur musst du hierbei beachten: Die Gewichtskraft ist immer gleich, da kannst du nichts dran ändern. 

Und 2. das Wichtigere: Die Reibungskraft häng von der Geschwindigkeit ab. Wenn v=0 ist auch die Reibungskraft 0. Bedeutet: Hat der Fallschirmspringer zuerst eine Geschwindigkeit von v=0 gibt es kein Kräftegleichgewicht. Es wirkt nur die Gewichtskraft. Der Fallschirmspringer wird nach unten beschleunigt. Das heißt er bekommt eine Geschwindigkeit. Irgendwann ist er so schnell, dass die Reibungskraft so groß ist wie die Gewichtskraft. Dann gibt es ein Kräftegleichgewicht und die BESCHLEUNIGUNG ist 0. Nur hat der Fallschirmspringer im ganzen vorherigen Teil Geschwindigkeit aufgbaut und fällt somit nun gleichförmig nach unten.

Bei anderen Vorgängen kann man aber natürlich die Kräfte von Anfangan ins Gleichgewicht bringen, sodass erst gar keine Beschleunigung stattfindet. Hier geht das aber nicht, da die Reibungskraft proportional zur Geschwindigkeit ist und die Gewichtskraft konstant.

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Alles richtig. Wollte nur noch hinzufügen, dass das genau dem zunächst etwas verwirrenden Teil des 1. Newtonschen Axioms entspricht.
"Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe _oder bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit fort_, wenn die Summe der auf ihn wirkenden Kräfte Null ist."   ─   gardylulz 03.12.2020 um 14:23
Also werd ich bis zum Kräftegleichgewicht entschleunigt und nehme von da an eine konstante GEschwindigkeit an? richtig?   ─   dr.flashbang 03.12.2020 um 16:40
Wenn du mit entschleunigt meinst, dass die Beschleunigung weniger wird dann ja.   ─   vetox 03.12.2020 um 16:58
Ich habs geblickt - danke euch beiden!!!! Total hilfreich gewesen! Manchmal stoplert man echt über die kleinen Sachen.
Und hier war eben meine Verwirrung, die Tatsache mit dem Verharren des Zustandes und dem Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Beschleunigung.

Aber klar, das ergibt alles einen Sinn - Vorallem, dass die Reibungskraft von der Gewichtskraft abhängt und sich erst dann ausgleicht, sobald die Kraft so groß ist wie die Gewichtskraft.


(Y) much love euch beiden
   ─   dr.flashbang 03.12.2020 um 19:02

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