Freier Fall – revisisted

Den Fall eines Objekts kann man recht einfach mit Kameras festhalten und anschließend das Video in einzelne Bilder zerlegen. Während die Theorie des Freien Falls davon ausgeht, dass außer der Schwerkraft keine weiteren Kräfte wirken, wirkt sich in der Realität aber zumindest der Luftwiderstand aus. Im Film sieht man das an der wackelnden, kippeligen Bewegung des Muffinförmchens.

Muffinförmchen im freien Fall.

Mit Avidemux kann man das Video in einzelnen Bildern speichern. Untenstehend finden sich die Bilder Nr .10, Nr.20 und Nr.30 aus der Serie.

Alternativ kann man die Bildserien auch mittels Software herstellen, die von sich aus schon Bildsequenzen produzieren.

Wenn die Kamera mit 25 Frames pro Sekunde filmt, wird rund alle 40 ms ein Bild gemacht. Bild Nr. 10 entsteht also 10*40 = 400 ms = 0,4 s nach dem Start der Aufnahme. Zwischen den drei ausgesuchten Bildern besteht derselbe Zeitabstand, das Muffinförmchen legt aber vom zweiten zum dritten Bild einen weiteren Weg zurück.

Die vollständigen Daten in einer Tabelle. Zur Bestimmung des Ortes wurde der Mittelpunkt des verschwommenen Muffinförmchens gewählt.

t in sy in m
0.000.01
0.04-0.01
0.08-0.03
0.12-0.07
0.16-0.10
0.20-0.14
0.24-0.19
0.28-0.22
0.32-0.28
0.36-0.34
0.40-0.39
0.44-0.44
0.48-0.51
0.52-0.57
0.56-0.64
0.60-0.70
0.64-0.77
0.68-0.83
0.72-0.91
0.76-0.98
0.80-1.06
0.84-1.15
0.88-1.21
0.92-1.30
0.96-1.37
1.00-1.45
1.04-1.55
1.08-1.61
1.12-1.70
1.16-1.80

Die Spalten kann man anschließend in zwei Listen umwandeln. Das Ergebnis sieht dann im Bild aus, wie folgt.

In Rot die Daten von D. Brown, in Blau die Daten aus dem nachgestellten Experiment. Die Darstellung erfolgt mittels matplotlib.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.