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Physik 10 · Bewegung und Kräfte

Wurfbewegungen

Ein Wurf setzt sich aus zwei Bewegungen zusammen, die sich nicht stören: Waagrecht fliegt der Körper gleichförmig mit vx, senkrecht fällt er wie im freien Fall mit der Beschleunigung g. Der Luftwiderstand ist hier abgeschaltet.

So gehst du vor

  1. 1Ziehe die Spitze des Abwurfpfeils: Länge und Richtung geben v0 und α. Den Abwurfpunkt ziehst du am Griff links davon. Die Regler gehen genauer.
  2. 2Tippe „Werfen“. Die Punkte sind Stroboskopbilder in gleichen Zeitabständen.
  3. 3Nach der Landung zeigen die Messgeräte Weite, Flugzeit und Scheitelhöhe. Übernimm die Werte in eine Tabelle.
  4. 4Tippe „Neuer Wurf“ und ändere genau eine Größe. Die letzten drei Bahnen bleiben grau stehen.
Weite
–,–– m
Flugzeit
–,–– s
Scheitelhöhe
–,–– m

Das Bild passt seinen Maßstab an. Sehr lange Flüge laufen schneller ab, damit du nicht warten musst.

Ort des Versuchs

Abwurfhöhe h0

5,0 m

Abwurfgeschwindigkeit v0

10,0 ms

Abwurfwinkel α

0 °

A Waagrechter Wurf: Weite über v0

Miss mit α = 0° bei fester Höhe. Die Steigung ist die Flugzeit tF, denn xW = v0 · tF. Fallzeit: h0 = 12 · g · tF².

Nr.Abwurfgeschw. v0 in msWeite xW in m
051015051015v0 in m · s⁻¹xW in m

B Schräger Wurf vom Boden: Weite und Winkel

Stelle h0 = 0 ein und lass v0 fest. Dann gilt xW = v0²g · sin(2α).

Nr.Winkel α in °Weite xW in m
0,00,20,40,60,81,0051015sin(2α) xW in m

C Bahnform: h über x²

Beim waagrechten Wurf gilt h = h0 − g2 · v0² · x². Liegen die Punkte auf einer Geraden, ist die Bahn eine Parabel.

Nr.Ort x in mHöhe h in m
0510150246x² in m²h in m

Aufträge

  1. Schalte „Zweite Kugel fällt senkrecht“ ein und wirf waagrecht. Welche Kugel kommt zuerst unten an? Was sagt das über die senkrechte Bewegung der geworfenen Kugel aus?
  2. Schalte „Geschwindigkeit zerlegen“ ein. Welcher Pfeil bleibt gleich, welcher wächst, und um wie viel je Stroboskopbild?
  3. Waagrechter Wurf aus 5 m: Miss die Weite für fünf Geschwindigkeiten und bestimme g aus Tabelle A. Welche Größe hängt nicht von v0 ab?
  4. Wie ändert sich die Flugzeit, wenn du die Abwurfhöhe vervierfachst? Sage voraus und prüfe nach.
  5. Zeige mit Tabelle C, dass die Bahn beim waagrechten Wurf eine Parabel ist.
  6. Schräger Wurf vom Boden mit 15 m · s⁻¹: Miss die Weite für 15°, 30°, 45°, 60° und 75°. Welche Winkel ergeben gleiche Weiten? Bei welchem Winkel ist die Weite am größten? Gilt das auch aus 10 m Höhe?
  7. Wiederhole einen Wurf auf dem Mond. Um welchen Faktor wachsen Weite und Flugzeit?
  8. Bestimme g von Planet X mit einer Methode deiner Wahl. Löse erst danach auf.