Der freie Fall ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit der Fallbeschleunigung g = 9,81 m/s² – unabhängig von der Masse.
Bedeutung (Warum?)
Auf jeden Körper wirkt die Gewichtskraft \(F_G=m\,g\); mit \(F=m\,a\) folgt \(a=g\). Die Masse kürzt sich – alle Körper fallen (ohne Luftwiderstand) gleich schnell.
Nutzen (Wozu?)
Modell für Fallversuche, Praktikum (Fallzeit messen, \(g\) bestimmen), Grundlage des Wurfs. In der FOS wird der Ortsfaktor auch für andere Himmelskörper verwendet (Mond \(1{,}62\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}\)). Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 11.
Funktionsweise (Wie?)
Man wählt die positive Richtung (nach unten oder nach oben) und setzt \(a=\pm g\). Mit Start aus der Ruhe gilt \(v=g\,t\) und \(h=\tfrac12 g t^{2}\); daraus \(t=\sqrt{2h/g}\) und \(v=\sqrt{2gh}\).
Praxisbeispiel (Wo?)
Ein Stein fällt in einen 20 m tiefen Schacht: \(t=\sqrt{\tfrac{2\cdot20}{9{,}81}}\,\text{s}\approx2{,}0\,\text{s}\), Aufprall mit \(v=\sqrt{2\cdot9{,}81\cdot20}\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\approx19{,}8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\).
Merksatz
Freier Fall = beschleunigte Bewegung mit a = g. Masse spielt keine Rolle. s ~ t² → Messreihe s gegen t² auftragen.
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