Frei fallende Gegenstände

Meine Lehrerin und ich streiten uns gerade, weil sie sagt, wenn man zwei Gegenstände gleichzeitig und in gleicher Höhe, aber mit unterschiedlichen Anfangsgeschwindigkeiten fallen lässt, würden beide gleichzeitig auf dem Boden aufschlagen. Sie sagte auch, dass dies durch Galileos nicht registriertes Experiment bewiesen wurde, als er zwei Objekte vom Schiefen Turm von Pisa fallen ließ. Also sagte ich ihr, dass sie Recht hatte, sie würden nur dann zur gleichen Zeit fallen, wenn beide Anfangsgeschwindigkeiten gleich gewesen wären, und dass Galileos Experiment hauptsächlich beweisen sollte, dass die Masse nichts mit dem Zeitpunkt zu tun hat, der bei zwei Objekten registriert wird, die von der fallen selbe Größe.

Könnten Sie mir bitte helfen, indem Sie „reine“ Physik verwenden, um meinem Lehrer das Gegenteil zu beweisen? Ich habe bereits im Internet gesucht, aber ich habe nichts gefunden, was sie überzeugen würde, weil ich ihr das bereits erklärt habe, aber sie leugnet es und ich denke, sie will einfach nicht akzeptieren, dass sie falsch liegt.

Nehmen Sie keinen Luftwiderstand/Luftwiderstand an.

Kaufen Sie mit Ihrem Lehrer eine Reise nach Pisa. Stellen Sie sich zusammen mit ihr unter den Turm und bitten Sie oben jemanden, gleichzeitig einen Stein auf Sie zu werfen und mit einer Waffe auf sie zu schießen. Sie wird erschossen, aber bevor Sie von dem Felsen getroffen werden, werden Sie weggehen. Du wirst überleben und auch deinen falschen Lehrer loswerden.
@LubošMotl Wenn dies ein Physiklehrer wäre, ist dies bei weitem der beste Ansatz. Aber lassen Sie sie eine Kugel anstelle eines Steins werfen, nur um einen fairen Vergleich zu haben :)
Fragen Sie sie, ob sie jemals von Kreis- oder Fluchtgeschwindigkeit und Satelliten gehört hat, die niemals zum Boden zurückkehren (vernachlässigen Sie den Luftwiderstand, wie Sie es beide getan haben).
Dumme Schulen, die Geschichtsmajor Physik unterrichten lassen. Wann werden sie lernen.

Antworten (3)

Wenn wir zwei Objekte direkt auf den Boden werfen, haben Sie Recht. Also aus unseren kinematischen Gleichungen:

v F = v ich + A T

Ich würde deinen Lehrer fragen. Was passiert mit der v F Wenn v ich = 0 ? Dann folgen Sie ihm mit dem, was würde v F sein wenn v ich war sehr groß?

Die Anfangsgeschwindigkeit wirkt sich hier aus.

ABER: Stellen Sie sicher, dass Sie die Frage nicht falsch interpretieren! Wenn Sie zwei Objekte in einer Art Parabelbogen (z. B. ein Projektil) werfen und sie gleichzeitig werfen, wäre die Zeit, die es dauern würde, bis beide den Boden berühren, DIE GLEICHE.

Dies liegt daran, dass die Objekte an ihrem Höhepunkt beide nur eine Sache haben, die sie beschleunigt (Schwerkraft), und weil an ihrem Höhepunkt ihr V = 0 ist! Dies ist sehr unintuitiv und Sie sollten sich damit befassen!

Wenn ich also zwei Bälle gleichzeitig horizontal von einem Gebäude werfen würde, einen mit V und den zweiten mit V/2, würden sie gleichzeitig fallen?
@JersonZuleta Ja! Suchen Sie sich einen sicheren Ort und führen Sie selbst ein ähnliches Experiment durch. Starten Sie ein Objekt so horizontal wie möglich und lassen Sie gleichzeitig ein anderes Objekt aus derselben Höhe fallen.

Der beste Weg, um zu beweisen, dass etwas falsch ist, besteht darin, ein einfaches Experiment durchzuführen und ein Gegenbeispiel zu geben. Nehmen Sie zwei identische Gegenstände (Bälle, Stifte, Bücher). Werfen Sie eines der Objekte nach oben und das andere Objekt nach unten, sodass sie unterschiedliche Anfangsgeschwindigkeiten haben. In dem Moment, in dem Sie sie loslassen, befinden sie sich im freien Fall. Ich bin ziemlich überzeugt, dass letzteres zuerst am Boden liegen wird.

Eine Sache, an die man sich erinnern sollte, ist, dass die horizontale Geschwindigkeit nichts mit der Zeit zu tun hat, bis sie den Boden berührt. Wenn ein Ball direkt nach unten fällt und der andere horizontal geworfen wird (ohne vertikale Komponente), treffen sie immer noch gleichzeitig auf den Boden. Der geworfene Ball fällt einfach weiter vom Gebäude weg. Ich vermute, das hat der Lehrer mit den "unterschiedlichen Geschwindigkeiten" gemeint.

Dies ist natürlich nur eine Annäherung. Da die Erde nicht flach ist, trifft der horizontal geworfene Ball ein wenig später auf den Boden als der vertikale. Wenn die horizontale Geschwindigkeit 7 km/s oder mehr beträgt, trifft der Ball überhaupt nicht auf den Boden. Es wird um die Erde fallen, was eine andere Art zu sagen ist, dass es sich in der Umlaufbahn befinden wird. Und mit mehr als 11 km/s wird der Ball die Erde für immer verlassen. Und selbst das ist nicht ganz richtig: Ohne Luftreibung würde die Kugel bei 7 km/s verglühen...

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