Luftwiderstand ausgetrickst

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Buch mit PapierNormalerweise fällt ein Buch schnell, während ein Blatt Papier langsam zu Boden schwebt. In diesem Versuch bringt man jedoch mit einem kleinen Trick ein Stück Papier dazu, so schnell zu fallen wie ein Buch.

Was wird gebraucht?

  • ein Buch
  • ein Blatt Papier, das etwas kleiner ist als das Buch

Was ist zu tun?

Man steige auf einen Stuhl oder einen Tisch, halte Buch und Papier jeweils parallel zum Boden und lasse sie dann gleichzeitig fallen. Man wiederhole den Versuch, wobei das Papier auf dem Buch liegt. Man kann das Papier auch zerknüllen und dann gleichzeitig mit dem Buch fallen lassen.

Was ist geschehen?

Im ersten Teil des Versuches fällt das Papier deutlich langsamer als das Buch, weil es durch den Luftwiderstand abgebremst wird. Im zweiten Teil des Versuches fällt das Papier im Windschatten des Buches. Der Luftwiderstand spielt keine Rolle mehr, sodass das Papier ebenso schnell fällt wie das Buch. Auch wenn man das Papier zerknüllt, fällt es deutlich schneller als im glatten Zustand. Wie schnell ein Ding zu Boden geht, hat – zumindest im Vakuum – nichts mit seiner Masse (oder Gestalt) zu tun. Diese Erkenntnis verdanken wir Galileo Galilei (1564–1642).

Dieses Phänomen im Alltag

Dass Luftwiderstand sehr effektiv sein kann, zeigt sich beim Fallschirmspringen. Dort werden beim Sprung ohne Schirm zunächst Geschwindigkeiten von etwa 200 Kilometern pro Stunde erreicht. Trifft jedoch ein Fallschirmspringer auf dem Boden auf, ist es so, als wäre er gerade von einer etwas höheren Mauer gesprungen.

Der Luftwiderstand, den ein Fallschirmspringer erfährt, ist dabei proportional zu seiner Fläche bzw. der seines Schirms. Vervierfacht er seine Fläche, so vervierfacht sich der Luftwiderstand, was dazu führt, dass sich seine Geschwindigkeit etwa halbiert*.

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* Hinweis für die Profis: Dies gilt nur, wenn der Widerstandsbeiwert gleich bleibt, was beim Fallschirmsprung lediglich in sehr grober Näherung der Fall ist.