Schwerkraft & freier Fall

Lass einen Stift los, und er fällt auf den Boden. Immer. Egal ob in deinem Zimmer, auf einem Berg oder am anderen Ende der Welt. Die Erde zieht alles zu sich heran, dich eingeschlossen. Diese Anziehung heißt Schwerkraft, und sie steckt hinter jedem Sprung, jedem Wurf und jedem fallenden Blatt.

Alles fällt gleich schnell

Eine Feder segelt langsam zu Boden, ein Hammer saust hinunter. Liegt das am Gewicht? Nein, es liegt an der Luft! Ohne Luftwiderstand fallen alle Körper gleich schnell, egal wie schwer sie sind. 1971 hat der Astronaut David Scott das auf dem Mond vorgeführt: Er ließ eine Feder und einen Hammer gleichzeitig los, und beide landeten im selben Moment im Mondstaub, denn auf dem Mond gibt es keine Luft.

Immer schneller: g ≈ 9,8 m/s²

Vom freien Fall spricht man, wenn nur die Schwerkraft wirkt und der Luftwiderstand keine Rolle spielt. Ein aus der Ruhe losgelassener Körper bewegt sich dann nicht mit gleichbleibender Geschwindigkeit, er beschleunigt: In jeder Sekunde wächst seine Geschwindigkeit um etwa 9,8 m/s. Diese Zahl heißt Fallbeschleunigung g, und ihre Einheit ist m/s². Nach 1 s ist ein fallender Stein also rund 9,8 m/s schnell, nach 2 s schon 19,6 m/s. Als Formel: v = g · t. Zum Überschlagen darfst du g gerne auf 10 m/s² runden.

Wie tief fällt etwas?

Weil die Geschwindigkeit ständig wächst, wächst die Fallstrecke besonders schnell. Die Formel lautet s = ½ · g · t². Mit g ≈ 10 m/s² gerechnet: Nach 1 s ist ein Stein etwa 5 m gefallen, nach 2 s schon 20 m, nach 3 s ganze 45 m. Doppelte Zeit bedeutet also vierfache Strecke, wegen des t². So kannst du zum Beispiel die Tiefe eines Brunnens abschätzen, indem du zählst, wie lange ein Stein bis zum Aufprall braucht.