Alternativer Bildtext:

Querschnittsfläche A eine beachtliche Rolle dafür spielt, wie groß oder klein die Luftwiderstandskraft ist. Um diesen Faktor anschaulich zu verdeutlichen, eignet sich ein kinderleichter Versuch, wofür lediglich zwei Blätter Papier der gleichen Beschaffenheit benötigt werden. Versuchsaufbau: Den Zuschauern zeigt man zwei Blätter Papier der gleichen Beschaffenheit. Eines der Blätter lässt man unversehrt, das andere wird mit der Hand zerknüllt. Nun wird man die Audienz fragen, welches der beiden Exemplare zuerst auf dem Boden auftreffen wird, wenn man beide Papiere gleichzeitig aus derselben Höhe fallen lässt. Beobachtung: Der Großteil der Audienz wird damit übereinstimmen, dass die zerknüllte Kugel schneller auf dem Boden ankommen wird. Die meisten werden da aus persönlichen Erfahrungen sprechen und auch daran denken, wie man es eben gelernt hat - Kleines, Kompaktes fällt schneller. Deswegen haben wir uns beim Turmspringen auch immer schön klein gemacht... Warum das physikalisch aber so ist, dass das zerknüllte Papier zuerst ankommt, werden nur wenige wissen. 4 Erklärung zum Versuch: Anhand dieses Experiments lässt sich erkennen, dass der Luftwiderstand unterschiedlich ist, obwohl beide Exemplare doch gleich viel wiegen. Man könnte nun hinterfragen, was denn noch für Faktoren auf den Luftwiderstand wirken könnten. Das wurde in 2a. bereits gelernt, sodass man nun darauf zurückkommen kann, dass die beiden Körper durch die andere Form eine unterschiedliche Angriffsfläche haben. Das glatte Papier ist sehr großflächig verteilt und hat deshalb vergelichsweise eine große Angriffsfläche. Unter dieser staut sich viel Luft an und hält den Körper länger oben. Das zerknüllte Papier ist von der Fläche kompakter und wird deshalb weniger doll von der Luft am Fallen gehindert und trifft schneller auf dem Boden auf. Dies ist nicht nur, aber mit die Erklärung, weshalb die Kugel schneller auf dem Boden ankommt. Fazit: Die unterschiedlichen Formen und dadurch Angriffsflächen bilden dann also die Querschnittsfläche A, welche nun anschaulich verdeutlicht wurde. 5 3. Formel zur Berechnung des Luftwiderstands FLW Mit den in 2a. erlernten Faktoren bildet sich nun eine Formel, mit der man die Luftwiderstandskraft FLW berechnen kann: cw·A·e· v² FLW = Cw' = 1/1/0 2 Luftwiderstandsbeiwert A Querschnittsfläche des Körpers Q = „Roh"; Dichte der Luft * v = Relativgeschwindigkeit zw. Körper und Luft 3b. Voraussetzung für die Formel Die Gleichung setzt voraus, dass Luft vor einem Körper weggeschoben wird. Da in der Realität allerdings noch weitere Faktoren wie die bestimmte Wirbelbildung von Körpern oder die Eigenschaften der Oberfläche des Körpers auf den Luftwiderstand wirken, wird experimentell der C-Wert ermittelt, der diese Faktoren beschreibt. Wiederholung: Die Dichte stellt die Masse pro Volumen dar. 6