Freier Fall
Unter dem freien Fall versteht man eine Fallbewegung ohne Reibung, also im Vakuum. Die Fallbewegung wird durch die Gewichtskraft verursacht.
Die folgenden Videos zeigen, dass im Vakuum alle Körper "gleich schnell" fallen.
 
 
 
 
 
 
Wir wollen jetzt mittels der Videoanalyse folgendes Video auswerten. Es handelt sich hier zwar nicht um einen Fall im Vakuum. Aber bei Stahlkugeln macht es kaum einen Unterschied, ob der Fall in Luft oder Vakuum stattfindet. Dies merkt man spätestens bei der Auswertung.
 
 
 
- Download :Videoanalyseprogramm VIMPS   muss noch extrahiert werden

Um das Video auszuwerten, ist es am einfachsten sowohl das Programm als auch das Video in einen gemeinsamen Ordner zu geben.

 
Man erhält schließlich folgende Exceltabelle: (zur Art der Auswertung: s. gleichmässig beschleunigte Bewegung)
 
 
Es ergibt sich folgendes t^2-s-Diagramm:
 
Man erkennt anhand dieses Diagramms, dass eine gleichmässig beschleunigte Bewegung vorliegt. Es gilt somit
 
 
 
 
 
 
d.h. es liegt eine Beschleunigung a von 2 * 4,9203 m/s^2 = 9,8406 m/s^2 vor.  Exaktere Messungen ergeben im Schnitt einen Wert von 9,81 m/s^2. Da alle Körper "gleich schnell" fallen im Vakuum, bedeutet dies, dass beim freien Fall auf der Erde immer die Fallbeschleunigung 9,81 m/s^2 vorliegt. Diese wird häufig mit dem Buchstaben g angegeben. Es gilt also für den freien Fall:
 
 
 
 
 
 
Wie man sofort erkennt, entspricht die Fallbeschleunigung dem Ortsfaktor aus der Mittelstufe. Dieser taucht auf, wenn man den Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft aufstellt. Es gilt dort:
 
 
 
 
Hinweis zur Vertiefung: Man kann also davon ausgehen, dass zwischen Fallbeschleunigung und Gewichtskraft ein Zusammenhang besteht. Dieser ist über die Grundgleichung der Mechanik ( 2. Newtonsches Axiom) (s. dort). und das Gravitationsgesetz (s.dort)gegeben, wobei die Gleichheit von schwerer und träger Masse eine Rolle spielt.
Nachschlagen zur trägen und schweren Masse bei: WIKIPEDIA  oder Tipler, Physik, Spektrum-Verlag
 
Der Ortsfaktor bzw. die Fallbeschleunigung haben nur im Mittel einen Wert von 9,81 m/s^2 und zwar am 45°-Breitengrad auf Meereshöhe (z.B. in Zürich). An anderen Orten auf der Erde gibt es etwas andere Werte, an den Polen wird g = 9,83 m/s^2 und am Äquator g = 9,78 m/s^2  gemessen.
 
 
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