Die Frage, zwei Objekte im Vakuum fallen zu lassen und die Auswirkungen auf die Schwerkraft wird auf dieser Seite diskutiert, einschließlich Fragen wie die Anziehungskraft der Objekte zueinander, die Kugelform der Erde und so weiter. Ich interessiere mich jedoch dafür, welche Kräfte im Spiel sind, wenn Sie das Objekt in die Atmosphäre fallen lassen (vorausgesetzt, es gibt keinen Wind). Es scheint mir, dass die naive Antwort, dass sie gleichzeitig fallen werden, falsch ist, wie das extreme Beispiel des Fallenlassens eines Heliumballons und einer Bowlingkugel zeigt. Es scheint mir, dass Galileos Experiment tatsächlich eine Annäherung ist und beide Objekte Massen haben, die groß genug sind, um andere Kräfte wie den Luftwiderstand und die Kräfte von Archimedes in den Schatten zu stellen, aber in Wirklichkeit wird das schwerere Objekt tatsächlich ein kleines bisschen schneller fallen.
Wenn wir also berechnen wollen, wie viel schneller das schwerere Objekt fallen wird, welche Kräfte berücksichtigen wir und wie wirken sie zusammen?
Die zu berücksichtigende Hauptkraft ist der Luftwiderstand, der mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt.
Wenn die Bälle zum ersten Mal fallen gelassen werden, erhöht sich der Luftwiderstand. Für den leichteren Ball kommt ein Punkt, an dem der zunehmende Widerstand durch seine zunehmende Geschwindigkeit genau der Schwerkraft entgegenwirkt, sodass der Ball nicht mehr beschleunigt, sondern mit einer festen Geschwindigkeit weiter fällt.
Für den schwereren Ball ist die Schwerkraft größer, sodass der Ball eine höhere Geschwindigkeit erreichen muss, bevor der Luftwiderstand seinem Gewicht entspricht. Wenn der schwerere Ball beispielsweise 100-mal schwerer wäre, dann wäre seine Endgeschwindigkeit zehnmal so hoch wie die des leichteren Balls.
QMechaniker