Schiefer Wurf
Datum: 04.06.2020
Gruppe: 3 (Di, 4.+5. Block)
Dozent: xxxxxx
Name: xxxxxxx
Studiengang: WI-Industrie
Matrikelnr.: xxxxxxx
, Einleitung und Theorie
Bei der Betrachtung eines Wurfs mit einem Ball oder einem anderen
Gegenstand sieht man als Betrachter eine parabelförmige Flugbahn. Diese
Bewegung liegt dem schiefen Wurf zugrunde. Der schiefe Wurf besteht aus
zwei Bewegungen, die sich ungestört überlagern. Beim schiefen Wurf
überlagern sich in x-Richtung eine gleichförmige Bewegung und in y-
Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, also der freie Fall mit
der Erdbeschleunigung g. Dieses Überlagerungsprinzip nennt man in der
Physik Superposition. Der freie Fall ist eine gleichmäßig beschleunigte,
geradlinige Bewegung in Erdnähe mit der Erdbeschleunigung
(Fallbeschleunigung) g. Der freie Fall ist eine Vereinfachung einer realen
Fallbewegung, da man die bremsende Wirkung des Luftwiderstandes
vernachlässigt. Die Ursache der Fallbeschleunigung ist die Gravitationskraft
der Erde. Aufgrund des 2. Newtonschen Axioms muss für den freien Fall das
Kraftgesetz F=m∙a gelten. In diesem Versuch gehe ich davon aus, dass die
Fallbeschleunigung g während der gesamten Versuchsdurchführung
konstant ist. Die Fallbeschleunigung g auf einen Körper ändert sich eigentlich
während des freien Falls, weil sie bei großen Fallhöhen am Anfang viel
geringer ist, als beim Auftreffen auf dem festgelegten Bezugspunkt h0. Da ich
aber in diesem Versuch nur geringe Fallhöhen von maximal zwei Metern
habe, kann ich vereinfacht annehmen, dass die Beschleunigung g während
des schiefen Wurfs gleichbleibt. Alle Körper, auch wenn sie unterschiedliche
Massen besitzen, fallen beim reibungslosen freien Fall gleich schnell, da sie
am selben Ort alle dieselbe Fallbeschleunigung g erfahren. Dies ist auf die
drei Axiome von Newton zurückzuführen. Nach dem Trägheitsprinzip von
Newton ist die Masse eines Körpers träge und ein Körper verändert seinen
Bewegungszustand nur, wenn von außen eine Kraft auf ihn wirkt. Somit ist
die Fallbeschleunigung für jeden Körper gleich, da die Gewichtskraft FG des
jeweiligen Körpers bei größerer Masse m auch die größere Trägheit
überwinden muss, um den Körper dann beschleunigen zu können.
Am Startpunkt des schiefen Wurfs hat in meinem Beispiel der Wassertropfen
eine Austrittsgeschwindigkeit v0, diese wird in vx und vy aufgeteilt. Während
des Wurfs bleibt die Geschwindigkeit vx konstant, da sie eine gleichförmige
Bewegung darstellt. In y-Richtung hingegen wird der Wassertropfen erst
durch die Fallbeschleunigung (in diesem Fall dann als Bremsverzögerung)
abgebremst, bis die Geschwindigkeit vy=0 ist. Dieser Punkt ist das Maximum
der Flugparabel des Wassertropfens, hier hat er als Gesamtgeschwindigkeit
dann nur noch vx. Ab dem Maximum wird dann der Wassertropfen durch die
Fallbeschleunigung nach unten beschleunigt, somit nimmt vy und damit auch
vges des Wassertropfens wieder zu. Im Auftreffpunkt des Tropfens auf denn
Boden ist vy und damit dann auch vges maximal. Aus v=s/t=x/t berechnet man
die Zeit für die jeweilige Weite x. Mit diesen Zeiten wird dann vy für jede
Weite x bestimmt. Im letzten Schritt wird mit Hilfe des Satzes des Pythagoras
vges des Wassertropfens für jede Weite x bestimmt.
Pfeifer Tim, Gruppe 3, M. Merkel Seite 2 von 10
Datum: 04.06.2020
Gruppe: 3 (Di, 4.+5. Block)
Dozent: xxxxxx
Name: xxxxxxx
Studiengang: WI-Industrie
Matrikelnr.: xxxxxxx
, Einleitung und Theorie
Bei der Betrachtung eines Wurfs mit einem Ball oder einem anderen
Gegenstand sieht man als Betrachter eine parabelförmige Flugbahn. Diese
Bewegung liegt dem schiefen Wurf zugrunde. Der schiefe Wurf besteht aus
zwei Bewegungen, die sich ungestört überlagern. Beim schiefen Wurf
überlagern sich in x-Richtung eine gleichförmige Bewegung und in y-
Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, also der freie Fall mit
der Erdbeschleunigung g. Dieses Überlagerungsprinzip nennt man in der
Physik Superposition. Der freie Fall ist eine gleichmäßig beschleunigte,
geradlinige Bewegung in Erdnähe mit der Erdbeschleunigung
(Fallbeschleunigung) g. Der freie Fall ist eine Vereinfachung einer realen
Fallbewegung, da man die bremsende Wirkung des Luftwiderstandes
vernachlässigt. Die Ursache der Fallbeschleunigung ist die Gravitationskraft
der Erde. Aufgrund des 2. Newtonschen Axioms muss für den freien Fall das
Kraftgesetz F=m∙a gelten. In diesem Versuch gehe ich davon aus, dass die
Fallbeschleunigung g während der gesamten Versuchsdurchführung
konstant ist. Die Fallbeschleunigung g auf einen Körper ändert sich eigentlich
während des freien Falls, weil sie bei großen Fallhöhen am Anfang viel
geringer ist, als beim Auftreffen auf dem festgelegten Bezugspunkt h0. Da ich
aber in diesem Versuch nur geringe Fallhöhen von maximal zwei Metern
habe, kann ich vereinfacht annehmen, dass die Beschleunigung g während
des schiefen Wurfs gleichbleibt. Alle Körper, auch wenn sie unterschiedliche
Massen besitzen, fallen beim reibungslosen freien Fall gleich schnell, da sie
am selben Ort alle dieselbe Fallbeschleunigung g erfahren. Dies ist auf die
drei Axiome von Newton zurückzuführen. Nach dem Trägheitsprinzip von
Newton ist die Masse eines Körpers träge und ein Körper verändert seinen
Bewegungszustand nur, wenn von außen eine Kraft auf ihn wirkt. Somit ist
die Fallbeschleunigung für jeden Körper gleich, da die Gewichtskraft FG des
jeweiligen Körpers bei größerer Masse m auch die größere Trägheit
überwinden muss, um den Körper dann beschleunigen zu können.
Am Startpunkt des schiefen Wurfs hat in meinem Beispiel der Wassertropfen
eine Austrittsgeschwindigkeit v0, diese wird in vx und vy aufgeteilt. Während
des Wurfs bleibt die Geschwindigkeit vx konstant, da sie eine gleichförmige
Bewegung darstellt. In y-Richtung hingegen wird der Wassertropfen erst
durch die Fallbeschleunigung (in diesem Fall dann als Bremsverzögerung)
abgebremst, bis die Geschwindigkeit vy=0 ist. Dieser Punkt ist das Maximum
der Flugparabel des Wassertropfens, hier hat er als Gesamtgeschwindigkeit
dann nur noch vx. Ab dem Maximum wird dann der Wassertropfen durch die
Fallbeschleunigung nach unten beschleunigt, somit nimmt vy und damit auch
vges des Wassertropfens wieder zu. Im Auftreffpunkt des Tropfens auf denn
Boden ist vy und damit dann auch vges maximal. Aus v=s/t=x/t berechnet man
die Zeit für die jeweilige Weite x. Mit diesen Zeiten wird dann vy für jede
Weite x bestimmt. Im letzten Schritt wird mit Hilfe des Satzes des Pythagoras
vges des Wassertropfens für jede Weite x bestimmt.
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