Freier Fall mit Luftwiderstand

[@Schmiddi12312]

Gestern das Video gesehen, heute eine Fallschirmspringer Aufgabe in der Thermodynamik Klausur gehabt. Leicht verdiente Punkte! Danke

[@MartinApolin]

😂 Perfekt! 👌

[@moritzscw8724]

Sehr gut, hättest viel mehr Aufmerksamkeit verdient!

[@MartinApolin]

Kommt hoffentlich noch! ;-)

[@unbekannt572]

Habe lange nach jemandem suchen müssen der mir dieses thema verständlich machen kann. Echt super video Vielen Dank ❤️💪🏼

[@MartinApolin]

🙏🏻

[@TomTom-jv5sv]

Einfach gut erklärt...

[@MartinApolin]

Danke für das Lob!

[@D-ABPA]

Ich finde so schade dass sie so wenig follower haben, dabei können sie so gut Erklären, dass es schon Unterhaltsam ist und Spaß macht. Ich wünsche ihnen noch viel Erfolg!

[@MartinApolin]

Oh, danke für das große Lob! Mal sehen, ob das Gerücht stimmt, dass der KZbin-Algorithmus auf lange Sicht Qualität immer belohnt 😅.

[@qalinkiimuxammed5101]

Sie erklären 100 mal besser wie meine Proff, hab kurz ein physik klasur und es hat mir sehr viel geholfen. Vielen Dank

[@MartinApolin]

Gern geschehen! Freue mich, dass es geholfen hat!

[@pizzaparker2904]

Top video könnte es besser verstehen als im Unterricht

[@MartinApolin]

Danke für das nette Feedback!

[@almcnd]

echt tolles video !! hat mir super geholfen danke :)

[@MartinApolin]

Freut mich sehr!

[@pptelevisionpp2683]

Schreibe am Montag eine MINT-Arbeit, das Thema Luftwiderstand ist dank Ihnen klarer geworden!

[@MartinApolin]

Danke, das freut mich sehr! Viel Glück bei der Arbeit!

[@pptelevisionpp2683]

@@MartinApolin Danke!

[@l.zwieble6819]

0:43 danke für die Erleuchtung :D Hab mich immer gewundert wo das s^2 herkam

[@MartinApolin]

Stets zu Diensten! 😅

[@timon8455]

Danke ... hat mir gut für meine Schulaufgabe geholfen!

[@MartinApolin]

Freut mich!

[@janwuthrich3330]

Danke für dein Video, hat mir extrem geholfen

[@MartinApolin]

Das freut mich wirklich sehr!

[@Ps3keks15]

super video

[@MartinApolin]

Danke sehr!

[@oliviervoegtlin2606]

Ich bin sehr beeindruckt... Du hast so wenig Follower und kannst so gut erklären. Grosses lob und hoffentlich wird da mal was!

[@MartinApolin]

Ich hoffe, da kommt noch was! 😁 Man fängt auf KZbin ja immer sehr klein an!

[@oliviervoegtlin2606]

@@MartinApolin nichts zu hoffen, da kommt was

[@TPS1001]

Sehr gut erklärt danke :)

[@MartinApolin]

Bitte bzw Danke! 😉

[@svenwindpassinger2170]

Sehr schön erklärt ⭐⭐⭐⭐⭐ LG Sven

[@MartinApolin]

🙏🏻

[@beyzaoe]

Danke für die gute Erklärung. Ich wüsste gerne wie man die Fallzeit für die gesamte Höhe bestimmt, weil ich gerade an einer Aufgabe sitze, in der sich A, nach hälfte der Fallstrecke, auf die hälfte verkleinert

[@MartinApolin]

Naja, nehmen wir vereinfacht an, dass sich die Endgeschwindigkeit sofort einstellt. Wenn man alle Parameter weiß (also A, cw etc), dann kann man sofort die Endgeschwindigkeit ausrechnen. Weil v = s/t gilt, bekommt man durch Umstellen t = s/v. Wenn s bekannt ist, weiß man dann sofort die Falldauer. Was passiert, wenn sich A halbiert? Weil es in der Formel im Nenner steht, bedeutet eine Halbierung von A, dass sich der Ausdruck unter der Wurzel um den Faktor 2 erhöht , weil 1/(1/2)=2. Wenn sich also A halbiert und alle andere gleich bleibt, dann wächst v um den Faktor Wurzel 2 (also um dem Faktor 1,41 oder etwa 41 %) und t sinkt daher um den Faktor 1/Wurzel 2 (also um den Faktor 0,71) ab.

[@beyzaoe]

@@MartinApolin Ich danke Ihnen für Ihre ausführliche Erklärung sowie Ihre Mühe und Zeit.

[@BiesenbachKlein]

Wollte ich schon immer mal wissen.👍

[@MartinApolin]

Ich merke, Sie gehen alle Videos durch! 🥳

[@Luis08.10]

Tolles Video,hat auf jeden Fall dazu beigetragen das Thema besser zu verstehen. Meine Frage wäre, wie würde sich die Formel verändern, wenn ich die Endgeschwindigkeit über dem Boden berechnen will?

[@MartinApolin]

Danke! Ihre Frage verstehe ich nicht ganz. Meinen Sie die Endgeschwindigkeit gewissermaßen kurz vorm Ziehen der Reißleine - oder vor dem Aufprall 😬? Wenn man davon ausgeht, dass die Luftdichte gleich bleibt (das stimmt ja nicht ganz, weil in ein paar Kilometern Höhe ist die Luft ja weniger dicht), dann ergibt sich aus der Formel der Maximalgeschwindigkeit auch gleichzeitig die Geschwindigkeit beim Aufprall. Im Wesentlichen wird man im freien Fall die ersten sagen wir 10 Sekunden schneller und behält dann seine Geschwindigkeit bei. Und deshalb ist die Maximalgeschwindigkeit auch die Geschwindigkeit am Boden.

[@MartinApolin]

@Luis08.10 Diese Geschwindigkeit ist identisch mit der Maximalgeschwindigkeit. Über den Daumen liegt sie so bei 180 km/h. Wenn sie es ganz genau haben wollen, dann können Sie die Luftdichte in der gewünschten Höhe aus dem Internet raussuchen und somit die Maximalgeschwindigkeit in dieser Höhe berechnen.

[@MartinApolin]

@Luis08.10 Okay! In diesem Fall ist die gesuchte Geschwindigkeit gleich der Maximalgeschwindigkeit. Sie liegt Pi mal Daumen um 180 km/h herum. Ich habe mal ein Exel File erstellt, wo man numerisch die Geschwindigkeitsverläufe berechnen kann. Das können Sie hier unter diesem Link herunterladen: mmf.univie.ac.at/materialien/physik-materialien/ Da finden Sie auch noch eine Menge andere Erklärungen zu diesem Thema im PDF.

[@Luis08.10]

@@MartinApolin Vielen Dank für ihre Hilfe! Werde mir das gleich anschauen.

[@p911c32]

Tolle Videos, ich frische gerade meine zarten Physikkenntnisse auf... Sie sollten viel mehr views haben... Sie müssen das pushen... 💲...

[@MartinApolin]

Danke, danke! Mehr Views wären natürlich nicht schlecht. 😁 Sie können mir aber beim Pushen helfen, in dem sie jedes Video kommentieren oder Fragen stellen. Und den kann man natürlich weiterempfehlen 😎

[@KartXy-n8p]

Vielen dank, das Video hat mir sehr geholfen. Eine Frage habe ich nicht spielt dabei der Auftrieb de Regentropfen keine Rolle?

[@ivanvanko1763]

Vielen Dank für das tolle Video! Kann ich den Cw Wert irgendwie selbst berechnen? Mal angenommen, der Schirm hat keine Halbkugel-, sondern eine Pyramidenform, wie komme ich auf den Cw Wert?

[@MartinApolin]

Danke für das Lob! Den cw-Wert kann man nur experimentell bestimmen. Man findet aber in Internet sehr viele Tabellen dazu, etwa hier en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient oder hier automobil-guru.de/cw-werte-tabelle-stirnflaeche/

[@ivanvanko1763]

@@MartinApolin Oh ja ich sehe, die Widerstandskraft wird mit Messwerten ermittelt. Danke!

[@laurax6969]

Vielen Dank für das Video es hat mir sehr geholfen, allerdings habe ich noch eine Frage dazu: spielt der Auftrieb bei dem Beispiel mit dem Regentropfen keine Rolle ?

[@MartinApolin]

Danke! Meinen Sie den statische Auftrieb der Luft? Nachdem Luft über den Daumen nur 1/1000 der Dicht von Wasser hat, beträgt der statische Luftauftrieb auch nur etwa 1/1000 des Gewichts des Tropfens und kann daher vernachlässigt werden.

[@MartinApolin]

@laurax6969 Ich spreche eh vom Archimedischen Auftrieb. Die Auftriebskraft entspricht dem Gewicht der vom Wasser verdrängten Luft. Und weil Luft rund um einen Faktor 1000 dünner ist als Wasser, macht der Auftrieb nur 1/1000 des Gewichts des Tropfen aus und ist deshalb zu vernachlässigen. Der Fehler, den man dabei macht, liegt nur bei ungefähr einem Promille.

[@breitbandfunker4332]

Was in dem Video zu kurz kommt ist die Frage, warum die Formel für den Strömungswiderstand die angegebene Form hat. Dabei lässt sie sich doch sehr leicht aus der Bernoulli-Gleichung herleiten!

[@fn3191]

Sehr gut strukturiertes Video. Ich habe allerdings eine Frage zu den Beispielrechnungen am Ende: Warum ist rho beim Fallschirmsprung in den Fällen ohne und mit geöffnetem Fallschirm verschieden? Das erschließt sich mir leider nicht.

[@MartinApolin]

Danke für das Lob! Stimmt, das mit den Rhos habe ich nicht erklärt. Mit geschlossenem Fallschirm erzeugt nur der fallende Mensch den Luftwiderstand. Eine Person in Fallschirmspringerposition hat ein Rho von etwa 1. Wenn der Schirm offen ist, geht der Widerstand praktisch nur mehr von Schirm aus und man kann den Luftwiderstand der Person selbst vernachlässigen! Ein Fallschirm hat ein Rho von 1,3.

[@fn3191]

@@MartinApolin Mhm, sagtest du im Video nicht, rho sei die Dichte der Luft. Das ist dann doch eigentlich eine Konstante und nicht abhängig von der Form des Fallschirms.

[@MartinApolin]

@@fn3191 Du hast vollkommen Recht! Man sollte beim Antworten immer ganz bei der Sache sein. Ich habe die ganze Zeit den cw-Wert im Kopf gehabt, habe aber gleichzeitig rho geschrieben! Sorry! Was deine Frage betrifft: Beim offenen Fallschirm habe ich eine Höhe von 2 km angenommen, und da ist die Luftdichte etwa 1 kg/m^3. Wenn man den Schirm öffnet, dann ist man in Bodennähe, wo die Dichte 1,2 kg/m^3 beträgt. Das ist der Hintergrund. Man könnte in beiden Fällen natürlich auch dieselbe Dichte nehmen! Die Luftdichte in Abhängigkeit von der Höhe kann man mit 1,2308*EXP(-(10^-4)*[Höhe in m]) berechnen.

[@sanjasorgic8535]

Wie komme ich bei 3:40 auf die Ergebnisse? Danke im Voraus

[@MartinApolin]

Indem man die angeschriebenen Werte in die Gleichung bei 3:08 einsetzt. Zusätzlich braucht man noch die Fallbeschleunigung (g = 9,81 m/s^2) und die Luftdichte rho (1,2 kg/m^3). Und dann kommen rund 7 m/s raus.

[@SsjTestoKellerWaerter]

Erstmal danke! geht das aber auch ohne den Durchmesser? Also nur dem Gewicht von z.B. 300kg und 48m der Strecke die zurück gelegt wird?

[@MartinApolin]

Ohne Anströmfläche und cw-Wert kann man die Kraft nicht berechnen. Es macht ja einen Unterschied, ob ich von 300 kg Feder oder Blei spreche. Und die Zeit, in der die Strecke zurückgelegt wird, fehlt auch noch.

[@k_i_m7294]

Super gut erklärt! Tolles Video, wie hat sich die Schattenfläche errechnet beim Regentropfen… ich komme auf 2xpix1hoch 2mm = 6,28mm2 was 6,28x10 hoch6 mquadrat.

[@MartinApolin]

Die Formel für die Kreisfläche ist r^2*pi. Sie haben in Ihrer Formel einen Faktor 2 zu viel drinnen.

[@k_i_m7294]

@@MartinApolin Danke!

[@retronic5324]

Ich versuche gerade eine Formel zu finden, die mir einen Graphen der Beschleunigung im freien Fall eines Objektes je nach Parametern gibt und wollte v=t*g mit (1/2*A*w*p*v²)/m kombinieren. Dass Problem ist recht offensichtlich, dass ich eine selbstbezogene Gleichung bekomme und ich habe bisher keinen Weg gefunden das zu lösen. Gibt es einen Weg so eine Formel zu bilden?

[@MartinApolin]

Analytisch habe ich das noch nie probiert, weil ich weiß, dass es extrem schwer ist. Ich habe aber für eine numerisch Lösung einmal einen Excel-Sheet gemacht. Der ist hier mmf.univie.ac.at/materialien/physik-materialien/ als freier_fall_2.xls zu finden. die Arbeitsblätter auf diese Seite sind übrigens auch nicht übel und gehen ziemlich in die Tiefe.

[@retronic5324]

@@MartinApolin Vielen Dank :D

[@ganymedtriton]

Die Größe des durch Regentropfen verursachten Schmerzes auf der Schädeldecke ist umgekehrt proportional zur Dichte des Haarwuchses.

[@MartinApolin]

@@ganymedtriton Stimmt, kann ich bestätigen! 😅

[@ganymedtriton]

@@MartinApolin Nicht bei allen Niederschlägen schützt dichter Haarwuchs vor unangenehmen Empfindungen.

[@MartinApolin]

Da kann ich leider nicht mithalten 😂

[@ultrahawkwastaken660]

Kannst du bitte mein neuer Physik lehrer werden? bitte bitte bitte

[@susihuber1117]

Was fällt schneller bei gleicher Form aber unterschiedlichen Gewicht. Wie volle leer Kugel ?

[@MartinApolin]

Bei gleicher Form und Größe fällt immer das schwerere Objekt schneller. Das ist eigentlich sehr intuitiv, finde ich. Wenn die Form gleich ist, Größe und Masse sind aber unterschiedlich, dann wird es schon etwas knifflig, vor allem wenn das schwerere Objekt viel größer ist. Dann könnten Sie eventuell auch gleich schnell fallen. Das muss man immer individuell für den jeweiligen Fall berechnen.

[@GothicGame]

Kann man diese 'Kompaktheit' mathematisch darstellen, dass die äußeren Störfaktoren wie beispielsweise der Luftwiderstand den freien Fall dadurch verändern? Eine Formel, die e.g. Masse, Dichte, Oberfläche des fallenden Objekts berücksichtigt?

[@MartinApolin]

Ich verstehe die Frage nicht ganz. Die Masse kommt in der Formel für die Endgeschwindigkeit eh vor. Die Dichte kommt zwar quasi nicht ausdrücklich vor, ist aber auch drinnen, weil die Anströmfläche A vorkommt. Wenn von zwei Objekt gleicher Form und gleicher Masse (etwa zwei Kugeln) eine ein kleineres A hat, dann ist die Kugel automatisch auch dichter - andern geht das nicht. Und die "Oberfläche" ist im Cw-Wert drinnen. Salopp gesagt haben rauere Objekte auch einen größeren cw-Wert (stimmt nicht immer, etwa bei Haifischhaut).

[@GothicGame]

Was genau ist der Grund, warum größere Gegenstände mit ähnlichem c(w)-Wert schneller fallen als kleinere? Die Schattenfläche? Weil Masse kam in der Formel ja gar nicht vor... 🤔 Und rho ist auf der Erde (Meereshöhe) ja immer 1,2kg/m³ bzw. bei den Objekten dann identisch.

[@MartinApolin]

In der Formel für den Luftwiderstand kommt die Masse tatsächlich nicht vor. Der Luftwiderstand gibt ja die Kraft an, mit der das fallende Objekt gebremst wird. Diese Bremsung wird dadurch verursacht, dass die Luftmoleküle (quasi perfekte kleine Superflummis) vorne auf das fallende Objekt aufprallen und wieder weggeschleudert werden. Dadurch wird das Objekt abgebremst, so wie zum Bespiel auch eine Tennisschläger zurückprallt, wenn er von einem Ball getroffen wird. Die Endgeschwindigkeit ist aber schon von der Masse abhängig, weil die Endgeschwindigkeit auf vom Gewicht m.g abhängt. Schau dir dazu noch einmal das Video ab 2:35 an. Und warum fallen groß Objekte mit gleicher Form (also gleichem cw-Wert) schneller als kleine - etwa eine Kugel? Das kann man über Proportionen gut verstehen. Wenn ich aus der Formeln für die Endgeschwindigkeit alle Werte rausstreiche, die sich bei Objekten gleicher Form nicht ändern, dann fallen der Faktor 2, g, rho und cw raus. Über bleibt dann, v ~ Wurzel (m/A), wobei ~ für "ist proportional zu" steht. Die Masse einer Kugel ist vom Volumen abhängig und somit von r^3. Die Anströmfläche der Kugel ist vom Querschnitt abhängig und somit von r^2. Macht also in Summe v ~ Wurzel (r^3/r^2) und somit v ~ Wurzel (r). Die Endgeschwindigkeit einer Kugel ist also proportional zur Wurzel ihres Radius. Deshalb fällt ein große Kugel schneller als eine kleiner. Das ist im Video ab 3:20 zu sehen. Diese Überlegung gilt für alle Objekte, aber bei einer Kugel kann man sie sehr gut nachvollziehen.

[@mots2304]

Och man so verstehe ich es voll gut aber unser Physiklehrer hat irgendwie auf beiden Seiten integriert und noch ganz viele andere Sachen gemacht die ich nicht verstanden habe😂 Wenn Sie wissen was ich meine, könnten Sie ja vllt zu diesem Lösungsansatz auch mal ein Video machen. Ich würde mich auf jeden Fall sehr freuen😅

[@MartinApolin]

Danke, danke! Ich werden den Videovorschlag natürlich im Hinterkopf behalten! Ich bin eher der Fan davon, dass man die Dinge auch wirklich nachvollziehen kann! Deshalb wäre es spannend für mich, wenn Sie mir die Überlegungen Ihres Physiklehrer etwas konkreter mitteilen könnten!

[@martin_meme3100]

Wie bekomme ich die Schattenfläche herraus?

[@MartinApolin]

Die muss man ausmessen. Beim geometrischen Objekt wie einer Kugel ist das einfach, weil da kann man die Anströmfläche über den Durchmesser ausrechnen der Kugel. Bei einem unregelmäßigen Objekt müsste man es aus der richtigen Richtung fotografieren und dann im Prinzip die Fläche manuell ermitteln. Das ist etwas zäh! 😅

[@martin_meme3100]

@@MartinApolin also für eine Kugel die kreisfläche berechnen?

[@MartinApolin]

@@martin_meme3100 Genau! Die Geschwindigkeit der Tropfen habe ich auf diese Weise ausgerechnet.

[@joniwwe1019]

Ehrenmann

[@MartinApolin]

Schönes Kompliment! 😎 Danke!

[@pauline-kz9df]

wow danke schreiben morgen physik😅

[@MartinApolin]

Na dann viel Glück! 😉

[@KartXy-n8p]

Vielen dank, das Video hat mir sehr geholfen. Eine Frage habe ich nicht spielt dabei der Auftrieb de Regentropfen keine Rolle?