Rechner für den freien Fall

Freier Fall bezeichnet eine Bewegung, die allein durch die Schwerkraft bestimmt wird. Dieser Rechner nutzt die Kinematik mit konstanter Beschleunigung, um die Zeit für eine senkrechte Strecke und die Geschwindigkeit am Ende zu ermitteln. Gib Höhe oder Fallstrecke in Metern, die Anfangsgeschwindigkeit nach unten in Metern pro Sekunde und die Fallbeschleunigung in Metern pro Sekunde zum Quadrat ein. Auf der Erde nahe dem Meeresspiegel sind 9.81 Meter pro Sekunde zum Quadrat ein üblicher Näherungswert. Andere Planeten, Monde, Höhenlagen oder Genauigkeitsanforderungen können einen anderen Wert erfordern. Zunächst wird die Beziehung angewendet: Endgeschwindigkeit zum Quadrat gleich Anfangsgeschwindigkeit zum Quadrat plus zweimal Fallbeschleunigung mal Strecke. Die positive Quadratwurzel ergibt die Endgeschwindigkeit nach unten. Die Fallzeit ist dann die Differenz aus End- und Anfangsgeschwindigkeit, geteilt durch die Fallbeschleunigung. Dabei zeigen Strecke, Anfangsgeschwindigkeit und Schwerkraft alle in dieselbe Richtung nach unten. Wird ein Objekt aus der Ruhe losgelassen, gib als Anfangsgeschwindigkeit null ein. Bei einem Wurf nach unten gib die positive Abwurfgeschwindigkeit ein. Würfe nach oben benötigen eine vorzeichenbehaftete Bewegungsanalyse außerhalb dieses Modells. Luftwiderstand wird bewusst nicht berücksichtigt. Im Vakuum werden Objekte jeder Masse im selben Schwerefeld gleich beschleunigt, daher ist die Masse keine Eingabegröße. In Luft können Form, Fläche, Dichte und Widerstand die Geschwindigkeit begrenzen, besonders bei leichten Objekten oder langen Fallstrecken. Ein kompakter, dichter Körper über eine kurze Fallstrecke lässt sich oft sinnvoll mit Vakuumgleichungen annähern, ein Blatt, Fallschirm oder Fallschirmspringer dagegen nicht. Das ideale Ergebnis ist daher eine nützliche physikalische Referenz und häufig eine obere Schätzung der Aufprallgeschwindigkeit in Luft. Die Höhe muss den tatsächlichen senkrechten Weg beschreiben, nicht die Länge einer geneigten Bahn. Verwende durchgehend SI-Einheiten oder rechne vor der Eingabe um. Messunsicherheit und örtliche Schwerkraftunterschiede bestimmen, wie viele Stellen sinnvoll sind. Der Rechner zeigt mehrere Nachkommastellen, doch diese Anzeigepräzision garantiert keine entsprechende physikalische Genauigkeit. Bei Sicherheitsanalysen, Auslegung gegen Aufprall oder langen atmosphärischen Fallbewegungen müssen auch Luftwiderstand, Wind, Lageänderungen, Materialverformung und Unsicherheiten berücksichtigt werden, statt nur das ideale Ergebnis zu nutzen.