Erich experimentiert: der freie Fall

Wenn’s der Wahrheitsfindung dient, lege ich mich auch mit der gesamten Physik seit der Erfindung des Steinwurfs an. Nachfolgend dokumentiert ist der experimentelle Nachweis, dass leichte Gegenstände langsamer fallen als schwere. Als bekennender Ungläubiger bin ich selbstverständlich für alle erforderlichen Experimente gerüstet. Falls sich jemand wundert, was das soll: Hintergrund ist eine Debatte, die mit einer Diskussion über Fahrradhelme begann, sich inzwischen aber recht grundsätzlich mit der Erkenntnis- und Wissenschaftstheorie und dem argumentativen Wert wissenschaftlicher Veröffentlichungen beschäftigt.

Als leichten beziehungsweise schweren Gegenstand wähle ich ein Blatt Papier sowie einen handelsüblichen Jonglierball. [Just am Rande des Darmstädter Jongliertreffs begab es sich übrigens vor einiger Zeit, dass Zweifel über die hier behandelte Frage aufkamen. Die anwesenden Physiker waren jedoch in der Lage, diese Zweifel unter Verwendung eines benachbarten Hörsaals und einiger Formeln zu zerstreuen. Dazu muss man allerdings ein paar Grundlagen der Mathematik sowie die Sinnhaftigkeit der gewählten Abbildung des Problems auf die Konzepte der Mathematik glaubenakzeptieren.] Das Experiment erfordert ferner eine Waage sowie zur Dokumentation eine Digiknipse. Die Waage ist ein Familienerbstück, das mir sonst als Staubfänger dient, die Digiknipse ein Spontankauf aus dem Sommer 2005.

Dass mein Blatt Papier im Format A4 eine Masse von etwa 5 Gramm hat, kann ich ausrechnen, wenn die Papierstärke mit 80g/m² angegeben ist und ich mich daran erinnere, dass A4 eine Fläche von 1/16m² hat. Die Waage bestätigt das:

5 Gramm

Das also ist der leichte Gegenstand. Der schwere besitzt die 37-fache Masse, nämlich 185 Gramm. Auch das verrät uns die Waage; der Verkäufer gab in seinem Katalog 190 Gramm an:

185 Gramm

So, jetzt haben wir einen leichten und einen schweren Gegenstand und wir haben uns davon überzeugt, dass wir hinsichtlich der Masse keiner Täuschung aufgesessen sind. Im Gegenteil, wir haben die Masse jedes Gegenstandes sogar auf zwei unabhängigen Wegen bestimmt; beim Papier gab es keine erkennbare Abweichung und beim Ball weicht die Herstellerangabe nur um 2,7% von unserer ab.

Nun müssen wir nur noch beide Gegenstände gleichzeitig aus gleicher Höhe fallen lassen und schauen, ob sie auch gleichzeitig den Boden erreichen. Gesagt, getan, gefilmt: http://video.google.de/videoplay?docid=6633982194646102264&hl=de (WordPress hat wohl gerade keine Lust zum Einbetten.)

Die Fallhöhe beträgt ungefähr 1,3 Meter. Dass der Ball erheblich schneller den Boden erreicht, lässt sich bereits mit bloßem Auge ohne besondere Hilfsmittel erkennen. Genaue Messungen können wir uns also im Grunde genommen sparen, denn was ich zeigen wollte, habe ich gezeigt. Mein leichter Gegenstand fällt langsamer als mein schwerer, daran kann es überhaupt keinen Zweifel geben. Ich habe ja alles genau beobachtet und dokumentiert.

Selbstverständlich bin ich in Wirklichkeit nicht so blöd, wie ich mich hier stelle. Eine geringfügige Modifikation des Experiments zeigt, dass meine Beobachtung richtig, aber die Interpretation falsch war: http://video.google.de/videoplay?docid=4415358744493859790&hl=de.

Dasselbe Blatt Papier [Gelogen! Es war ein anderes!] fällt ohne erkennbare Zeitdifferenz, nachdem ich ihm eine andere, kompaktere Form gegeben habe. Das liegt daran, dass ich eine Randbedingung ignoriert habe, die das Ergebnis des Versuchs beeinflusst, nämlich den Luftwiderstand. Aber darauf muss man erst mal kommen. Nach der Erklärung zu suchen, auch wenn der Einwand aus dem Volk kommt, ist Wissenschaft. Den Einwand unter Verweis auf eine Studie zur Gravitationstheorie ohne weitere Erörterung für ungültig zu erklären, ist hingegen nur Wissenschaftsglaube, jedenfalls wenn der Einwand neu oder noch nicht ausreichend behandelt ist. Zur rhetorischen Abkürzung mag man greifen, wenn es sich lediglich um die (n+1)-te Diskussion über Intelligent Pushing handelt.

Falls übrigens jemand einen Tipp hat, womit ich meine MPEG-Videos so rotieren kann, dass auch Google das begreift, her damit.