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In diesem Versuch geht es um Schwerkraft beziehungsweise Erdanziehungskraft und Galileo Galileis berühmteste Entdeckung: Alle Gegenstände fallen im Vakuum gleich schnell - unabhängig von ihrer Masse.
Was wird gebraucht?
Ein See, Fluss oder Meer. Außer Wasser braucht man noch ein paar Steine unterschiedlicher Größe.
Das Ganze funktioniert auch ohne Wasser, macht aber vielleicht nicht ganz so viel Spaß.
Was ist zu tun?
Man nehme die Steine in eine Hand und werfe sie in einem hohen Bogen ins Wasser - je unterschiedlicher die Steine hinsichtlich ihrer Größe und je höher und weiter man wirft, desto besser.
Was ist geschehen?
Man erkennt, dass die Steine unabhängig von ihrer Größe und ihrem Gewicht in etwa gleichzeitig auf die Wasseroberfläche auftreffen, obwohl man das Gefühl hat, dass die leichten Steine langsamer fallen müssten.
Dieses Phänomen im Alltag
Durch unsere Erfahrung wissen wir, dass Gegenstände auf der Erde nicht gleich schnell fallen. Seit Galileo Galilei (1564-1642) wissen wir jedoch auch, dass dies allein am Luftwiderstand liegt. Im Vakuum hingegen geht ein Betonmischer mit der gleichen Geschwindigkeit wie eine Feder zu Boden.
Galileo Galilei hat dazu ein interessantes Gedankenexperiment gemacht, das ihm damals auch geholfen hat, das Rätsel um die Schwerebeschleunigung zu lösen.
Angenommen man hat einen leichten und einen schweren Körper. Man nehme weiter an, dass der schwerere Körper schneller fällt als der leichte. Was würde passieren, wenn man sie in der Luft miteinander verbindet? Es gibt zwei Möglichkeiten, die beide logisch sind, sich aber widersprechen. Im ersten Fall würde der leichte Körper den schweren abbremsen. Im zweiten Fall wären sie gemeinsam schneller, da sie ja gemeinsam auch schwerer sind.
Die Lösung aus diesem Dilemma kann nur in der Annahme bestehen, dass alle Körper gleich schnell fallen. Galileo hat dies später in seinen berühmten Versuchen mit der Fallrinne nachgewiesen. Diesen Versuch kann man auch leicht zuhause machen.
Die Geschwindigkeit, mit der ein Gegenstand fällt, ist übrigens proportional zum Quadrat der Zeit. Das bedeutet: Nach der doppelten Zeit ist ein Gegenstand viermal so schnell. Ein klassischer Versuch dazu ist das Experiment mit der Fallschnur.
Beim freien Fall im Schwerefeld der Erde beträgt die Geschwindigkeitszunahme 9,81 Meter pro Sekunde zum Quadrat. Vernachlässigt man den Luftwiderstand erreicht ein fallender Körper in etwa drei Sekunden eine Geschwindigkeit von rund 100 Stundenkilometern. Wer sich schon immer gefragt hat, warum die Normalschwere von 9,81 mit g abgekürzt wird: Dies geschieht zu Ehren Galieo Galileis.
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