Der freie Fall und die Schwerkraft
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=u3K5cJ_Gn-Q

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Das ist Jan. Jan war letzte Woche in Berlin. Dort war er auf dem Alexanderplatz. Dann war er natürlich noch auf dem Fernsehturm oben. Der ist
0:07 ja gleich nebenend dran. Leider ist ihm da oben dann seinen Apfel aus der Hand gefallen. Den wollte ja noch essen. Der Apfel ist ziemlich lange geflogen und
0:15 tief und schnell. Ups. Aber wie schnell ist der Ampfel runtergefallen und kann man vielleicht so den Berliner Fernsehturm ausmessen? Klar können wir.
0:23 Und wie das geht, das sehen wir heute. Moin moin. Alles klar bei euch? Ja, schreibt doch einfach mal in die
0:34 Comments, was bei euch so abgeht. Heute wollen wir mal ein bisschen über den freien Fall reden. Den freien Fall könnt jeder. Wir stehen irgendwo über dem
0:41 Boden und lassen etwas fallen. Z.B. das Blatt wie Jan sein Apfel vom Fernsehturm oder wenn ihr einfach eine Münze aus eurer Hand auf den Boden fallen lasst.
0:49 Das wird physikalisch der freie Fall genannt. Warum freier Fall? Da dürfte ziemlich klar sein, denn während der Gegenstand fliegt, ist halt frei in der
0:58 Luft. Wahnsinns Erkenntnis. Aber zurück zum wichtigen. Mit dem Gesetz des freien Falles kann man natürlich auch Dinge berechnen, wie z.B. die Höhe des
1:06 Berliner Fernsehturms. Schauen wir uns einfach mal die Formel an. Einfach auswindig lernen oder in den Taschenrechner als Spickzettel
1:12 einspeichern und ihr seid oben mit dabei. Die Formel lautet S = 1/2* A* T². S ist die Flugstrecke, T ist die Flugzeit und A ist die Beschleunigung.
1:23 Wer es nicht mehr weiß, die Beschleunigung sagt aus, ob ein Gegenstand schneller ein hohes Tempo erreicht oder nicht. Kennt ihr, ein Auto
1:31 mit einer großen Beschleunigung ist an der Ampel sehr schnell weg. Ein Auto mit einer kleinen Beschleunigung braucht länger, bis es von der Ampel wegkommt.
1:38 Zurück zur Formel. Damit können wir die Strecke ausrechnen, die ein Gegenstand mit der Beschleunigung A in einer gewissen Zeit zurücklegt. So, jetzt
1:46 kommt der Klo. Wir machen es uns mal leichter. Lassen wir einen Gegenstand fallen. So wird auf jedem Ort der Erde gleich schnell beschleunigt, nämlich mit
1:54 G. Das ist einfach so. G ist die für die Erde geltende Beschleunigung. Sie wird Ortsfaktor genannt. Die beträgt bei jedem freien Fall auf der Erde 9,81 m
2:05 durch Sekunde im Quadrat. Okay, die Einheit ist doof, aber merkt sie euch. Lassen wir einen Gegenstand fallen, so wird er immer gleich beschleunigt.
2:13 Schauen wir wieder auf unsere Formel und ersetzen A durch G. Und die Strecke S, die der Gegenstand runterfällt, ist natürlich die Höhe, aus der er fällt.
2:21 Die Höhe nennen wir h. Jetzt gilt h = 1/2* G* T². Der Ortsfaktor G ist auf der Erde weiterhin konstant. Easy, oder? Merkt euch einfach die Formel. Sollen
2:32 wir mal berechnen, wie lange ein Apfel vom Berliner Fernsehturm fliegt? Los geht's. Also, wir suchen die Zeit T. Das ist die Zeit, die der Apfel vom Turm
2:40 oben bis zum Boden braucht. Was haben wir gegeben? Der Fernsehturm ist ca. 370 m hoch, also h = 370 m. Unsere Beschleunigung war 9,81 msunde im
2:52 Quadrat. Das war der Ortsfaktor g. Die Formel kennen wir noch. H = 1/2* G* T². Wir müssen nach t auflösen, weil das suchen wir ja. Also multiplizieren wir
3:03 mit 2, teilen durch G und ziehen die Wurzel. Damit bringen wir das Quadrat weg. Dann steht dort t = die Wurzel aus 2* h
3:13 dur g. Jetzt setzen wir einfach die gegebenen Werte von oben ein. T = die Wurzel aus 2 x 370 m durch 9,81 m dur in Quadrat. Die Einheit, die rauskommt, ist
3:26 dann einfach Sekunde. Deswegen erhalten wir t = 8,6 Sekunden. Der Apfel würde also 8,6 Sekunden brauchen, bis er am Boden angekommen wäre. ziemlich kurz für
3:37 370 m oder wie schnell wird er dabei wohl sein? Suchen wir eine Formel. Es gilt doch V = A* T. Die kennen wir aus der klassischen Mechanik. Die
3:47 Beschleunigung A ist wieder unser G. Also gilt V = G* T. Wie schnell der Gegenstand wird, hängt von der Flugzeug ab. Sehen wir ja am Te. Das ist ganz
3:58 einfach. Je länger der Apfel fliegt, desto länger wird er beschleunigt und desto schneller wird er im Endeffekt. Setzen wir also unser Tee von oben ein
4:06 und rechnen das aus. Der Apfel wird also nach 8,6 Sekunden eine Geschwindigkeit von 84,4 m pro Sekunde erreicht haben. Da nach 8,6 Sekunden am Boden auftritt,
4:17 wird er doch auch mit 84,4 m die Sekunde aufschlagen. Eine Sache ist noch wichtig. Die Formel V = S dur t falsch. Die gilt nur für gleichförmige Bewegung.
4:28 Mit V = S dur T würdet ihr nämlich auf eine viel größere Höhe des Fernsehturms bei dieser Geschwindigkeit kommen. Der der freie Fall ist eine beschleunigte
4:36 Bewegung, keine gleichwörmige. Je länger der Apfel fliegt, desto schneller wird er. Deswegen gelten hier andere Formeln. Also zusammengefasst, fällt ein
4:46 Gegenstand in einer gewissen Zeit auf die Erde, so ist er aus einer bestimmten Höhe gefallen. Die Höhe berechnen wir wie folgt. H = 1/2* G mal T². Und der
4:56 freie Fall ist eine beschleunigte Bewegung. Der Apfel wird mit der Zeit immer schneller. Somit gilt V = G* T. Klein G ist der Ortsfaktor. Es ist die
5:06 Beschleunigung, mit der der Gegenstand beschleunigt wird. Auf der Erde beträgt er g = 9,81 m Sekunde quadrat. Auf dem Mond ist es anders, auf anderen Planeten
5:16 auch, aber auf der Erde wird jeder Gegenstand im freien Fall immer mit genau 9,81 m die Sekunde im Quadrat beschleunigt. Seht ihr diesen
5:26 Satelliten? Wenn ihr wissen wollt, warum der nicht einfach vom freien Fall betroffen ist, dann zieht euch unser nächstes Video rein. Dazu einfach
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5:45 hoch. Co?