Wie lange dauert ein freier Fall von 100 Metern?

Der freie Fall aus 100 Metern: Eine kurze, aber intensive Reise

Die Frage, wie lange ein freier Fall aus 100 Metern dauert, ist eine faszinierende Auseinandersetzung mit den Gesetzen der Physik. Während viele sich vielleicht schon einmal mit dem Gedanken an einen Sprung ins kühle Nass auseinandergesetzt haben, ist der freie Fall aus solcher Höhe eine ganz andere Erfahrung.

Die Physik des freien Falls

Im idealisierten Szenario eines Vakuums, in dem kein Luftwiderstand vorhanden ist, wird ein Objekt durch die konstante Erdbeschleunigung (ungefähr 9,81 m/s²) nach unten gezogen. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Objekts mit jeder Sekunde um 9,81 Meter pro Sekunde zunimmt.

Die Formel zur Berechnung der Fallzeit (t) ist relativ simpel, wenn wir den Luftwiderstand ignorieren:

• t = √(2h / g)

Dabei ist:

• h die Fallhöhe (in Metern)
• g die Erdbeschleunigung (ungefähr 9,81 m/s²)

Rechnung ohne Luftwiderstand

Setzen wir die Werte ein:

• t = √(2 * 100 m / 9,81 m/s²)
• t ≈ √(20,39 s²)
• t ≈ 4,52 Sekunden

Im Vakuum würde ein Objekt also etwa 4,52 Sekunden benötigen, um 100 Meter zu fallen. Dies entspricht in etwa der Beschreibung im einleitenden Abschnitt bezüglich des Fallturms.

Die Realität mit Luftwiderstand

In der Realität sieht die Sache jedoch komplizierter aus. Der Luftwiderstand spielt eine entscheidende Rolle. Er wirkt der Beschleunigung entgegen und führt dazu, dass die Fallgeschwindigkeit nicht unbegrenzt zunimmt. Irgendwann erreicht das Objekt eine sogenannte Endgeschwindigkeit, bei der die Gewichtskraft durch den Luftwiderstand ausgeglichen wird.

Die Endgeschwindigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Form, die Größe und das Gewicht des Objekts. Ein Mensch in typischer Fallschirmspringer-Position erreicht beispielsweise eine Endgeschwindigkeit von etwa 200 km/h.

Was bedeutet das für den 100-Meter-Fall?

Aufgrund der kurzen Fallstrecke von 100 Metern erreicht ein Mensch im freien Fall noch nicht seine Endgeschwindigkeit. Der Luftwiderstand beeinflusst die Fallzeit jedoch bereits merklich. Die tatsächliche Fallzeit wird daher etwas länger sein als die berechneten 4,52 Sekunden, aber nicht dramatisch viel.

Der Vergleich macht den Unterschied

Der Vergleich mit einem Sturz aus geringerer Höhe verdeutlicht die Dramatik: Ein Sturz aus 3 Metern Höhe führt zu einer Aufprallgeschwindigkeit von “nur” etwa 28 km/h. Die 100 Meter hingegen sind eine ganz andere Größenordnung. Wie im einleitenden Abschnitt erwähnt, erreicht ein Objekt im Vakuum eines Fallturms nach 100 Metern eine Geschwindigkeit von fast 160 km/h.

Fazit

Ein freier Fall aus 100 Metern ist eine kurze, aber intensive Erfahrung. Im Vakuum würde er etwa 4,5 Sekunden dauern. In der Realität mit Luftwiderstand ist die Fallzeit etwas länger. Auch wenn man die Endgeschwindigkeit noch nicht erreicht, ist die Geschwindigkeit nach 100 Metern Fallhöhe bereits beträchtlich, wie der Vergleich mit einem 3-Meter-Sturz eindrucksvoll zeigt. Der freie Fall verdeutlicht auf beeindruckende Weise die Gesetze der Physik und die Kraft der Erdbeschleunigung.