Mennyi a szabad esés végsebessége? (Olyan választ szeretnék, amelyet kisebbek is értenek)

Aha. De mindenki hülye, aki pont ezt írta le. Vákuum és légellenállás esetre is. Te meg csak bullshitezel meg linkelsz.

Mindkettőhöz nagy tehetség kell. Taníts mester.

"Mennyi a szabad esés végsebessége?"

A "szabadesésé"? Általában?

(Mert itt a Földön - a Föld felszíne közelében - nehéz megcsinálni a körülményeket hozzá, és szintén nehéz annyira távol vinni a tárgyat, hogy - kvázi - "szabadesésben" lehessen.)

Ha eltekintünk a "Földtől", és általában nézzük, akkor elvileg a "fénysebesség" a "szabadesés végsebessége". (Szabad esés = szabadesés! :D)

Na mármost, ha a lurkók megértik az "esés", és a "szabadesés" közötti lényeges különbséget, - de miért értenék meg? - akkor nem okozhat nekik nagy gondot felfogni az alábbiakat:

https://www.youtube.com/watch?v=M8uno0MrmRE

Figyelem! Szándékosan eltekint a légellenállás hatásától, hogy a tanulót NE keverje kétségekbe. Hiszen az alapelv NEM sérül a körülmények általi "finomságok" miatt. (Pl. légellenállás.*)

"Gyakorlatilag szabadesésnek tekinthető a fáról lehulló alma, az elejtett kulcscsomó vagy a leejtett kavics mozgása."

[link]

Ha valamit el akarok magyarázni hogyan "működik" akkor NEM a "részletek sallangjaival kezdem, hiszen azok - a részletek - sokszor torzítják, sőt időnként el is fedik a lényeges összefüggéseket.

Az olyan kísérletekben, mint a fentiek, (a videóban!) ha ügyesen, - helyesebben pontosan(!) - végezzük el, csak kicsi lesz a "torzítás", azaz érthetővé válik az alapelv.

De csak miután(!!) megértette az alapelvet a hallgatóság, mondhatjuk el a "torzítások" (itt viszonylag(!) kicsik) meglétének okait, befolyásuk mértékét, milyenjét... stb.

Hangsúlyozom NEM előtte, NEM közben... és így tovább. Mert az a legjobb módszer "széttrollkodni" a "fizikai alapelvek" megértését, hogy a "mellékkörülményeket" hangsúlyozva agyonbonyolítjuk a magyarázatot.

(Sokszor figyelembe se véve, hogy pl. a "mellékkörülmény" hatása elhanyagolható mértékű. Csak nagyon precíz mérésekkel mutatható ki, vagy extrém esetekben - azaz a "hétköznapitól" nagyon eltérő körülmények között van hatása, jelentősége.)

(* Tulajdonképpen a gravitációs erő is csökken, ahogy távolodunk a Föld középpontjától. De pl. a Föld felszíne, és - mondjuk - tíz kilométer magasság között ez az eltérés elég kicsi ahhoz, hogy legtöbb esetben eltekintsünk tőle a számításainkban. Amikor lehet, kerüljük a bonyodalmakat... :) És van még más dolog is...)

Maradjunk a kérdésnél, és nézzük meg, mennyiben módosítja a választ, - mondjuk a légellenállás, - a leghatásosabb "befolyásoló tényező". Nagyon leegyszerűsítve a gondolatmenetet. Mert vegyük figyelembe, hogy - "(Olyan választ szeretnék, amelyet kisebbek is értenek)".

No, akkor eleve bukott az esés-szabadesés-szabad esés megkülönböztetésecskéje... :D (Ellentmondok magamnak?)

És nyilván bukott a részletek elmagyarázása.

Viszont, elmondható - a miértek mélyebb magyarázata nélkül - a különböző dolgok zuhanásának különböző "végsebessége". A földi viszonylatban.

No, ezt nagyjából meg is tették az előttem válaszolók. Némi magyarázatokat is hozzáfűzve. :)

Amúgy továbbra is "oskolásan". :D

[link]

Nos NEM "véresen tudományosan". :D

https://www.youtube.com/watch?v=AG_ZcBBf7SI

"...Esetleg azzal próbálnak hasonló hatást kiváltani, hogy elmesélik: a neutroncsillag felszínén bármely testet 1 m magasról leejtve az a becsapódáskor már a fénysebesség harmadával mozogna!..."

[link]

Extrém szabadesés az előző linkben... :DDD

részletesebben:

(Hadd tanuljon az a gyerek! :DDD)

[link]

(Pedig de! Igenis összefügg a "szabadeséssel" - nagyon is - a cikk. :)

Végeredményben az "igazán pontos" válasz a - "Mennyi a szabad esés végsebessége?" - kérdésre ebben található. Persze ki kell tudni hámozni belőle. :D

Ismétlem: tanuljon az a gyerek... :DDD

dellfil

Ilyen aranyosságokat meg kihagyok... :DDD

[link]

[link]

dellfil

Néha komolyan mondom, elszörnyűlködök. Annyi zagyvaságot hodtatok össze, hogy az eszméletlen.

Szabadesésről van szó. Azért szabad az esés, mert csak egyetlen erő hat rá, mégpedig a nehézségi erő, amelyet egy g állandóval jellemezhetünk. Nem kell ide légellenállás, meg kutyafüle a test alakja stb.

Ha H magasságból elengedünk egy testet, akkor a végsebesség a becsapódási sebesség lesz, amelyet a

v=gyök(2*g*H)

összefüggéssel számolhatunk. g értéke közelítően 9,81m/s^2, néha 10m/s^2-el helyettesítik az egyszerűbb számítás végett.

A képlet levezethető a négyzetes úttörvényből, vagy akár az energiamegmaradás tételéből is. Utóbbi esetben pl. arról van szó, hogy az m*g*H helyzeti energia átalakul m*v^2/2 mozgási energiává. A kettő egyenlőségéből lástszik hogy az eredmény független a tömegtől, ill. átrendezéssel adódik a fentebbi formula is. Ez általános iskola 7.osztály, tehát valóban "kisebbek" is érthetik. Mondjuk zárójelesen megjegyzem, a megértés egy magasabb szintű dolog, még középiskolában is csak azt oktatják hogy E=m*v^2/2 a mozgási energia képlete, hogy miért az egy nagy kérdőjel marad. Majd később aki tanul integrálást, görbe alatti területet, ez a fogalom akkor tisztul le. Aki meg nem tanul, annak mindegy mert úgyis elfelejti az egész fizikát, matekot, elmegy mondjuk bölcsésznek...

Kérdés: egyszerűsíthető-e tovább (az értés kedvéért) a #12 válasz? Nem tudom. A cél mindenesetre az érdeklődő felvilágosítása. Ezt nem győzöm hangoztatni. Ugyanis e fórum leggyakoribb jelensége, hogy a válaszoló azt hiszi, válaszolt. Pedig a válasz az, amit és ahogyan a kérdező ért. Márpedig ő minden választ a saját szintjére „fordít le”, ha általa lefordíthatatlan, tévesen. Itt jön az örök dilemma. Mit is akart tudni a kérdező, és lehet-e válaszolni a tudományos igazság elvesztése nélkül.

A válasz: lehet, de nem mindenki érti meg (és ezért el se fogadja). A megértés nagyban függ az akarástól, kevésbé a tudástól.

A kérdező számára a szabadesés az, amit tapasztalt: mondjuk kidobott egy követ emeleti lakása ablakából. Ehhez olvasott egy csomót, aminek zömét nem értette vagy félreértette. A kérdést az így keletkezett ellentmondások felismerése szülte (ebből érdemes kiindulni). A végsebesség kulcsszó. Megértette, ha a föld nem lenne útban, a szabadesés folytatódhatna.

Vegyük a fogalmakat. Az esés mozgás, mégpedig gyorsuló. Gyorsuló mozgáshoz erő kell. Ha az erő állandóan hat a testre, klasszikusan az végtelen sebességre gyorsul. De a tapasztalat ennek ellentmond, mit itt a hiba a gondolatmenetben? Röviden szólva, a relativitáselmélet ismeretének hiánya a hiba. Csakhogy az meg bonyolult. Itt kell azt mondani, hogy kedves kérdező, átlépted a lehetőségeim határát. Két eset van: 1. mondok valami bonyolultat, azt pedig félre fogod érteni vagy semmit se értesz belőle. Ahhoz hogy értsd, várnod kell, mégpedig addig, míg a szükséges előfeltételeket mg nem tanulod. Ezt persze nem fogod megtenni (a várást). És ez az én problémám, mert előre tudom, hogy kiváló alkalmad lesz tévhitekbe ringatnod magad, és abból sokkal nehezebb kijönni, mint belemenni. 2. mondok valami egyszerűt és egyes kijelentéseket kénytelen leszel nekem elhinni. Miért és mit? Nagyjából a saját hozzáállásod alapján, valamint hogy én mennyire tudok számodra hiteles lenni.

A szabadesés a gravitációs hatástól keletkezik. A tömegek vonzzák egymást, a kövedhez képest a föld jó nagy, ezért igazából úgy is veheted, csak az vonz. Csakhogy a vonzás mértéke függ a két test távolságától. Ha tanultál hatványozást, érteni fogod, négyzetesen. De még ha ezt nem is nézed, az világos, ha irdatlan messze megyünk a földől, a gravitációs erő csökken. Itt jön az a bökkenő, hogy ilyenkor akadnak más égitestek, amelyek közelebb lesznek a kövedhez, ezért a kő inkább „oda megy”. Ha ezt nem nézzük, akkor is, az erő eleinte mérhetetlenül kicsi, így a gyorsulás is. Jó bonyolult képletekkel azért kiszámítható, hogy ha a kő a Pluto pályájától indulna, hogyan gyorsul (miután kitakarítottunk mindent a naprendszerből).

A végére hagytam a slusszpoént!!! A kő addig gyorsul, míg a földre nem ér! Aztán menthetetlenül becsapódik, és vége. A kőnek szinte biztosan. Nyilván nem gyorsulhat tovább és másfelé, mert akkor már nem a földre való szabadesésről beszélnénk. Mondhatnánk, hogy a nap felé gyorsul, de sebaj, elér egyszer oda és becsapódik, vége.

Na most, azok a bonyolult számítások azt mutatják (ugye nem szeretnéd végigböngészni?) hogy a fénysebességtől még messze van, mikor eléri a földet. Azonban ahhoz elég nagy lenne, hogy a légtérben a súrlódástól elégne, ha mégse, akkor a becsapódástól szétesne. Mint egy meteorit. Tehát a végsebességet az határozza meg nem túl nagynak (a fénysebességhez képest), hogy szerencsétlen kő mindenképpen becsapódik oda, ahová szabadon esik, és ezzel vége. Felírhatnánk baromi ronda egyenleteket, ahol kihagyjuk az összes többi testet (még a repülőgépeket is, na meg persze a holdat), kihagyjuk a felhőket, légteret, mindent. És kapnánk egy számot. Hétköznapi életünkhöz képest ez nagyon nagy szám lenne km/órában. A fénysebességnek azonban a töredéke lenne. Ehhez képest, ha belevesszük a levegőt, több probléma adódik. Az a kisebb, hogy a képletek már kifejezetten rondák lesznek. De számolni lehetne velük. Ám a levegő súrlódik, ezért a kővel egy csomó dolog történik, ég, kisebbedik, megváltozik a felülete, emiatt meg másképp súrlódik. Van olyan matematikai módszer, amivel ezt is figyelembe lehet venni, ez a becslés. Pontos eredmény nem lesz, de a kő várható sebességéhez képest elég jó. Ha pedig – mivel messzire mentünk – az égitesteket is figyelembe akarnánk venni, hát ennek sincs akadálya, ám ekkor további „helyzet van”, nem is akármilyen. Ugyanis lehet, hogy a kő inkább a Jupiterre esik. Ennél is rosszabb, ha úgynevezett orbitális (egyensúlyi) pályára áll, és kering a naprendszerben, mint a meteorok. Ekkor persze elég kicsi sebessége van, de az viszont nem nő. De történnek vele mindenféle dolgok, mint általában az égitestekkel, mert akkor e kő égitestté vált.

Tehát kérdésedre: nem mondtad, hogy ideálisesetben, mert azt se tudtad, van ilyen, szóval ekkor a sebesség növekedésének az vet véget, hogy becsapódik. És ezt a sebességet ki lehet számítani, de nagyon bonyolult, elég nagy a hétköznapi életünk sebességéhez képest, de a fénysebességet meg se közelíti. Ha viszont nem ideális eset van, azaz pl. van légkör, akkor egy csomó más adattól függ az eredmény. Lehet jó nagy sebesség, például ha egy ember kiesne a 10. emeletről, már az se kicsi. De lehetne elviselhető méretű és állandó is, elég ehhez az ejtőernyősre gondolni, nem is beszélve a felfelé menő vitorlázó szabadesőkről. Ez is szabadesés, csak a körülmények egy csomó más erőt is létrehoznak, és azok kompenzálják a gravitáció hatását. A lényeg: a szabad esés azt jelenti, hogy egy csomó erő hat a testre, amelyek hatására az valahogy mozog. E sokféle erő nagyban függ a körülményektől, ideális (minden mást elhanyagoló) esetben pedig a gravitációs erőt keltő föld és a test távolságától. És ezek együtteseként számítható ki az eredmény, amely nulla és egy jó nagy szám között lesz, és erősen függ egy csomó dologtól.

Ha ettől további kérdéseid keletkeznek, hasonlóan tedd fel őket. Mert ettől lett ember az ember. Ezért semmi (de főleg senki) ne riasszon vissza.

#17 Láthatóan neked még a szabadesésről sincs meg a fizikai képed. Úgyhogy mielőtt laikusként okoskodni kezdesz, javaslom a szabadesés fogalmának nézz utána.

"A közelítőleg 9,81-es állandó hol érvényesül szerinted? Mindegy milyen messze vagyunk a Földtől?"

Teljesen felesleges felvetés a kérdés szempontjából. Ha a részletek is érdekelnek, akkor ott kéne kezdeni hogy mi az a modellezés és a fizikai ill.matematikai modell. Ha ezek érdekelnek, akkor be kell iratkozni a fizikusképzésre. Ott majd elmagyarázzák, mi az a homogén erőtér, a Föld erőterére ez hogyan vonatkozik. Ott majd bevezetik neked a potenciálfüggvényt és a gradiens fogalmát is.

"Apró, mi van a holdon vagy a Marson? "

Ennek is könnyedén utánanézhetsz, amit a kérdező is megtehet. Bár a kérdés nem erre vonatkozott.

"Mi van a relativitáselmélettel? Mennyi lesz a tömege a testnek a fénysebesség elérésekor elméletileg?"

A kérdés szempontjából ez is teljesen irreleváns. Kár bekeverni a rel.elméletet oda, ahol a kérdező "kisebbek is értenek" választ vár. De ha ennyire érdekel a relativitáselmélet, akkor szintén azt tudom ajánlani, hogy iratkozz be a fizikusképzésre. Ott majd meglátod, milyen csúnya matematikája van neki. Persze ha csak nagyvonalakban érdekel, akkor lebutított magyarázatokat találsz a neten is. Pl. az m=m0/sqrt(1-v^2/c^2) képletet is megtalálhatod és a v->c határértékszámítást elvégezve megkapod a kérdésedre a választ.

"Ja, még ajánlom a gravitációs törvényt, ahol a gravitációs állandót szorozzuk az égitest és a test tömegével, majd elosztjuk a távolság sugarával, vagy valami hasonló"

Hát igen, ezzel is az a baj, hogy az ismereted annyira felületes, hogy pusztán a "valami hasonló" kommenttel jellemezhető. De ha a részletek is érdekelnek, akkor az általad említett másodrendű diffegyenletrendszert megoldhatod síkban és levezetheted a pályaegyenletet!

Végül pedig javaslom, hogy egy helyes válasz legközelebbi kritizálásánál és belekötésekor csak a szintednek megfelelő fogalmakkal dobálózz. Ne használj olyan megnevezéseket és fizikai fogalmakat, amelyeket magad sem értesz. Az a gyanúm, hogy még a pályaegyenlet levezetése sem menne síkban... Bölcsebb maradtál volna, ha csendben maradtál volna.

Kicsit kapjátok már össze magatokat.

A kérdés nem adott peremfeltételeket, így természetesen ki hogy értelmezi, légellenállással vagy anélkül stb.

És akkor jön mindenféle okos ember, aki lehülyézi azokat, akik máshogy értelmezték.

Megy a xardobálás egy hiányos kérdés miatt, miközben megvolt az összes eltérő peremfeltételes verzióra.

Mi van itt?