Was ist freier Fall?

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Was ist freier Fall?

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Was ist Lageenergie einfach erklärt?

Warum ist Wasser immer horizontal?

Welche Geschwindigkeit hat eine Gewehrkugel nach senkrechtem Abschuss beim Auftreffen auf den Boden?

Was ist Mikrogravitation?

Accepted Answer

Unter freiem Fall versteht man die Bewegung eines Körpers, der ausschließlich unter dem Einfluss der Schwerkraft steht, ohne dass andere Kräfte wie Luftwiderstand oder Auftrieb wirken. In einem solchen Fall beschleunigt der Körper konstant mit der Erdbeschleunigung \( g \), die etwa \( 9,81 \, \text{m/s}^2 \) beträgt. Ein klassisches Beispiel für freien Fall ist ein Objekt, das aus großer Höhe in einem Vakuum fallen gelassen wird.

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Lageenergie, auch potenzielle Energie genannt, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Position in einem Kraftfeld besitzt – meist im Schwerefeld der Erde. Hebst du zum Beispiel ein... [mehr]

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Lageenergie, auch potenzielle Energie genannt, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Position in einem Kraftfeld besitzt – meist im Schwerefeld der Erde. Hebst du zum Beispiel einen Ball an, verrichtest du Arbeit gegen die Schwerkraft. Diese Arbeit wird im Ball als Lageenergie gespeichert. Je höher der Ball, desto mehr Lageenergie hat er. Lässt du ihn los, wandelt sich die Lageenergie in Bewegungsenergie um. Die Formel für die Lageenergie ist: E = m * g * h (Masse mal Erdbeschleunigung mal Höhe).

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Wasseroberflächen sind immer horizontal, weil die Schwerkraft auf alle Wassermoleküle gleichmäßig nach unten wirkt. Dadurch richtet sich die Oberfläche des Wassers so aus, da... [mehr]

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Wasseroberflächen sind immer horizontal, weil die Schwerkraft auf alle Wassermoleküle gleichmäßig nach unten wirkt. Dadurch richtet sich die Oberfläche des Wassers so aus, dass sie überall den gleichen Abstand zum Erdmittelpunkt hat – das nennt man ein „Niveau“ oder eine „Wasserwaage“. Wenn Wasser in einem Gefäß ist oder sich frei bewegen kann, verteilt es sich so, dass die Oberfläche überall gleich hoch ist. Würde die Oberfläche schief stehen, würde das Wasser aufgrund der Schwerkraft sofort in die tiefere Richtung fließen, bis wieder eine horizontale Fläche erreicht ist. Kurz gesagt: Die horizontale Wasseroberfläche ist das Ergebnis der Schwerkraft, die überall gleich stark wirkt und das Wasser immer in die tiefste mögliche Lage bringt.

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Wenn eine Gewehrkugel senkrecht nach oben mit einer Anfangsgeschwindigkeit \( X \) abgeschossen wird und Luftwiderstand vernachlässigt wird, gilt das Energieerhaltungsgesetz: - Beim Aufstieg wir... [mehr]

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Wenn eine Gewehrkugel senkrecht nach oben mit einer Anfangsgeschwindigkeit \( X \) abgeschossen wird und Luftwiderstand vernachlässigt wird, gilt das Energieerhaltungsgesetz: - Beim Aufstieg wird die gesamte kinetische Energie in potenzielle Energie umgewandelt, bis die Geschwindigkeit oben null ist. - Beim Fall zurück zum Boden wird die potenzielle Energie wieder vollständig in kinetische Energie umgewandelt. Das bedeutet: **Die Kugel erreicht beim Zurückkommen am Boden (ohne Luftwiderstand) wieder genau die Geschwindigkeit \( X \), mit der sie abgeschossen wurde.** **Antwort:** Die Geschwindigkeit der Kugel beim Auftreffen auf den Boden ist (ohne Luftwiderstand) wieder \( X \), also genauso groß wie die Anfangsgeschwindigkeit – nur nach unten gerichtet. **Mit Luftwiderstand** wäre die Geschwindigkeit beim Auftreffen geringer als \( X \), da Energie durch Reibung verloren geht.

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Mikrogravitation bezeichnet einen Zustand, in dem die Schwerkraft (Gravitation) nur noch sehr schwach wirkt Dieser Zustand tritt Beispiel auf, wenn sich ein Objekt oder eine Person in einem freien Fal... [mehr]

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Mikrogravitation bezeichnet einen Zustand, in dem die Schwerkraft (Gravitation) nur noch sehr schwach wirkt Dieser Zustand tritt Beispiel auf, wenn sich ein Objekt oder eine Person in einem freien Fall befindet, wie es etwa auf der Internationalen Raumstation (ISS) der Fall ist. Dort herrscht keine vollständige Schwerelosigkeit, sondern eine Restschwerkraft, die etwa ein Millionstel der Erdanziehungskraft beträgt – daher der Begriff "Mikrogravitation". In der Mikrogravitation verhalten sich Flüssigkeiten, Gase und Feststoffe anders als auf der Erde. Das hat Auswirkungen auf biologische, chemische und physikalische Prozesse, weshalb Experimente in diesem Zustand für die Forschung besonders interessant sind.