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Versuch Freier Fall
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Gutes Protokoll zum Versuch des freien Falls. Mit Theorie und Erklärung zum Versuch.
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ptim
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Freier FallDatum: 19.05.2020
Gruppe: 3 (Di, 4.+5. Block)
Dozent: M. Merkel
Name: Pfeifer, Tim
Studiengang: WI-Industrie
Matrikelnr.: 5274255
, Einleitung und Theorie
Der freie Fall ist eine gleichmäßig beschleunigte, geradlinige Bewegung in
Erdnähe mit der Erdbeschleunigung (Fallbeschleunigung) g. Der freie Fall ist
eine Vereinfachung einer realen Fallbewegung, da man die bremsende
Wirkung des Luftwiderstandes vernachlässigt. Die Ursache der
Fallbeschleunigung ist die Gravitationskraft der Erde. Aufgrund des 2.
Newtonschen Axioms muss für den freien Fall das Kraftgesetz F=m∙a gelten.
Die angreifende Kraft des Kraftgesetzes ist in diesem Versuch nur die
Gewichtskraft FG , die senkrecht am Körper angreift und ihn beschleunigt. In
diesem Versuch gehe ich davon aus, dass die Fallbeschleunigung g während
der gesamten Versuchsdurchführung konstant ist. Die Fallbeschleunigung g
auf einen Körper ändert sich eigentlich während des freien Falls, weil sie bei
großen Fallhöhen am Anfang viel geringer ist, als beim Auftreffen auf dem
festgelegten Bezugspunkt h0. Da ich aber in diesem Versuch nur geringe
Fallhöhen von maximal einem Meter habe, kann ich vereinfacht annehmen,
dass die Beschleunigung g während des Falls gleichbleibt und somit die
Berechnungen auch einfacher werden. Alle Körper, auch wenn sie
unterschiedliche Massen besitzen, fallen beim reibungslosen freien Fall
gleich schnell, da sie am selben Ort alle dieselbe Fallbeschleunigung g
erfahren. Dies ist auf die drei Axiome von Newton zurückzuführen. Nach dem
Trägheitsprinzip von Newton ist die Masse eines Körpers träge und ein
Körper verändert seinen Bewegungszustand nur, wenn von außen eine Kraft
auf ihn wirkt. Somit ist die Fallbeschleunigung für jeden Körper gleich, da die
Gewichtskraft FG des jeweiligen Körpers bei größerer Masse m auch die
größere Trägheit überwinden muss, um den Körper dann beschleunigen zu
können. Die Gleichung 1 kann man mit Hilfe von Integration der
Bewegungsgleichungen und der Annahme, dass die Fallbeschleunigung g
bei geringen Fallhöhen gleichbleibt, herleiten.
Pfeifer Tim, Gruppe 3, M. Merkel Seite 2 von 9
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