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Freier Fall

Aufgabe:
Von der Spitze eines Turmes läßt man einen Stein fallen. Nach 4 Sekunden sieht man ihn auf dem Boden aufschlagen.
a) Wie hoch ist der Turm?
b) Mit welcher Geschwindigkeit trifft der Stein auf den Erdboden auf?
c) Nach welcher Zeit hat der Stein die Hälfte seines Fallweges zurückgelegt?
d) Welche Zeit braucht der Stein zum Durchfallen der letzten 20 m?
e) Nach welcher Zeit (vom Loslassen aus gerechnet) hört man den Stein aufschlagen? Die Schallgeschwindigkeit sei 320 ms-1.

Lösung:
geg.: t = 4 s
g = 9,81 m/s²
ges.: a) s
b) v
c)
Lösung: a)

b)

c) Der halbe Fallweg = 39,3 m

d) Zeit für die ersten 58 m

diese Zeit wird von der Gesamtzeit abgezogen:

e) zur Fallzeit kommt die Zeit dazu, die der Schall benötigt, um wieder nach oben zu kommen.
Antwort: Der Turm ist 78,5 m hoch. Der Stein trifft mit einer Geschwindigkeit von 141,3 km/h auf dem Erdboden auf. Der Stein hat nach 2,4 s die Hälfte der Fallstrecke zurück gelegt. Für die letzten 20 m benötigt der Stein 0,56 s. Man hört den Stein nach 4,25 s aufschlagen.



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