Feder vs. Bowlingkugel

Mit der Gravitation ist das ja so eine Sache, richtig verstanden haben wir Physiker sie wohl nicht, so weit ich das verstehe. Aber den klassischen freien Fall, den haben wir so einigermaßen im Griff. Da hat sich ja auch schon ein Galileo Galilei seine Gedanken gemacht. Hartnäckig hält sich die Legende, Galileo habe diverse Gegenstände vom Schiefen Turm von Pisa fallen lassen und dabei Erkenntnisse über die Gravitation gewonnen.

Diese Art von Experimenten laufen jedem Schüler einmal über den Weg: Man lässt irgend welche Gegenstände mit gleicher Masse aber unterschiedlicher Form oder eben gleicher Form und unterschiedlicher Masse fallen und beobachtet, welcher davon früher am Boden auftrifft. Dabei geht es dann um Gravitationskraft, Reibungswiderstand, Auftriebskraft und so. Es leuchtet dann ein, dass im Vakuum weder Reibung noch Auftrieb eine Rolle spielt und somit alle Gegenstände unabhängig von Masse und Form gleichzeitig am Boden auftreffen sollten. Grund dafür ist die Äquivalenz von träger und schwerer Masse. Hätte man – was man in der Schule dann eben nie hat – eine sehr große Vakuumkammer, dann könnte man das sicher schön beobachten.

In der größten Vakuumkammer der Welt wurde das jetzt schön umgesetzt. Feder vs. Bowlingkugel. So klar die Theorie, so faszinierend die Praxis:

Was ich nicht wusste: Bei der Apollo 15-Mission wurde 1971 ein ähnliches Experiment durchgeführt. Technisch viel unaufwendiger und trotzdem sehenswert:

Viele Leute wundert es nicht, dass es im zweiten Video genau so gut klappt wie im ersten. Gehen sie doch davon aus, dass beide in der gleichen Vakuumkammer gedreht wurden…

3 Reaktionen auf “Feder vs. Bowlingkugel

  1. Johannes

    Au man ey, jetzt hast du mich schon wieder eine halbe Stunde Arbeitszeit gekostet. 😉 Irgendwie wusste ich nämlich doch nicht mehr aus dem FF, warum das nun so ist. So ganz leuchtet es mir auch noch nicht ein, dass die Masse irrelevant ist. Intuitiv sollte ja das schwerere Teil auch schneller runterfliegen, weil die Erdanziehung halt mehr „zieht“. 😉 Das die Federn im Vakuum nicht mehr abgebremst werden ist mir klar. Aber wieso fallen sie trotz ihrer Leichtigkeit genauso schnell herunter wie die Kugel?

    Was mich übrigens am Video stört: Durch die ganzen Slow-Motions ist man verwirrt, mit welcher Geschwindigkeit die Gegenstände nun im Vakuum runterfallen. Ist es richtig, dass die Kugel in beiden Versuchen gleichschnell runterfliegt, und nur die Federn im ersten Versuch stark abgebremst werden? Im Video könnte man teilweise denken, dass im Vakuum beide Teile total langsam herunter gleiten.

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    1. dasaweb Beitragsautor

      Du hast schon recht, dass die Erdanziehung bei einer größeren Masse mehr „zieht“, die Kraft, die auf das Objekt wirkt, ist ja proportional zur Masse. Mehr Masse, stärkere Kraft.
      Dem entgegen steht aber eben die Trägheit, die genau so proportional ist zur Masse. Mehr Masse, höhere Trägheit. Und genau da kompensiert sich das ganze.

      Zu den Videos: Ja, ist etwas verwirrend. Es ist aber tatsächlich so, dass die Geschwindigkeit der Kugel mit und ohne Luft annähernd gleich sein sollte (die Reibungskraft und der Auftrieb ist auf der Strecke ziemlich vernachässigbar). Bei der Feder natürlich nicht.

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      1. Johannes

        Ah, perfekt. Das hat mir jetzt geholfen. Also der Hinweis, dass die Masse gleichermaßen auf die Erdanziehung wie auf die Trägheit Einfluss hat.
        Thx!

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