Geschwindigkeiten beim waagrechten Wurf.
Dies ist die virtuelle Version des "waagrechten Wurfs" in
einer Art "Stroboskopaufnahme".
Für die Wiedergabe benötigt man die Java-Runtime-Environment. Wenn
Sie diese nicht haben, können Sie sie hier kostenlos herunterladen.
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- Ortsdarstellung: Breite und Höhe eines Rasterkästchens entsprechen 0.25 m
- Geschwindigkeitsvektoren: die Rasterbreite entspricht gerade 1 m/s.
1.) Die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit.
Aktiviere zunächst im Feld "Anzeige Geschwindigkeitsvektoren" das Auswahlfeld "nur Horizontalgeschwindigkeit".
- Was kann man über die Länge des grünen
Pfeils (Horizontalgeschwindigkeit) aussagen?
- Was ändert sich an dieser Pfeillänge, wenn man bei
"Parameter" eine andere Horizontalgeschwindigkeit eingibt?
- Wie lange (wieviele Rasterkästchen) ist der Pfeil bei 3 m/s ?
2.) Die Vertikalkomponente der Geschwindigkeit.
Der Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit in horizontaler Richtung ist eine gleichmäßig beschleunigte Fallbewegung in vertikaler Richtung überlagert. |
Aktiviere zunächst im Feld "Anzeige Geschwindigkeitsvektoren" das Auswahlfeld "nur Vertikalgeschwindigkeit".
- Was kann man über Richtung und Länge des
Pfeils (also den Betrag der Vertikalgeschwindigkeit) aussagen?
- Welchen Betrag hat die Vertikalgeschwindigkeit also nach 0,1s ; 0,2s ; 0,3s usw.?
3.) Die Gesamtgeschwindigkeit des Wurfbewegung.
3.1.) Betrag der Gesamtgeschwindigkeit.
Sieh dir zunächst noch einmal die Bewegung mit den beiden Teilkomponenten der Geschwindigkeit an. (Auswahlfeld "beide Teilgeschwindigkeiten")
Die Gesamtgeschwindigkeit der Wurfbewegung setzt sich aus den beiden Geschwindigkeitskomponenten, der Horizontalgeschwindigkeit und der Vertikalgeschwindigkeit zusammen. Aber wie?
- Bestimmt hast du eine Vermutung, wie das gehen könnte!
- Aktiviere "Teilgeschw. und Resultierende" und sieh nach,
ob du richtig vermutet hast.
- Wie verändert sich der Betrag der Gesamtgeschwindigkeit im Laufe der Bewegung?
3.2.) Die Richtung der Gesamtgeschwindigkeit.
Nun soll nur die Gesamtgeschwindigkeit angezeigt werden. Aktiviere dazu "nur Resultierende".
- Was kannst du über die Richtung der Gesamtgeschwindigkeit aussagen?
Denke auch an den Verlauf der Wurfbahn!
- Wenn du immer noch nicht klar kommst, dann aktiviere "Bahnkurve und
Resultierende", starte die Animation mit "Start", lasse sie bis
zum Ende laufen und gehe anschließend mit "<< Schritt"
zurück.
Alles klar?!
4.) Waagrechter Wurf überall und Grenzfälle.
4.1.) vom Wurf zum freien Fall.
Setze die Horizontalgeschwindigkeit einfach auf 0 m/s.
Dann kommt die Kugel in der horizontalen Richtung überhaupt nicht mehr
voran, sie fällt jedoch noch.
Es ergibt sich also als Grenzfall der freie Fall.
4.2.) gleichförmige Bewegung.
Setze die Momentangeschwindigkeit auf einen Wert > 0 m/s zurück und "schalte die Fallbeschleunigung ab" - indem du die Fallgeschleunigung auf 0 m/s2einstellst.
- Wie bewegt sich die Kugel nun?
4.3.) Wurf auf dem Mond und auf anderen Himmelskörpern.
Man kann auch einen waagrechten Wurf auf dem Mond simulieren.
Auf dem Mond ist der Ortsfaktor 1,62 N/kg, dies bedeutet, dass auf dem Mond
alle Körper mit 1,62 m/s2 beim Fall und Wurf nach unten
beschleunigt werden.
Für die Simulation auf anderen Himmelskörpern kann man die
Fallbeschleunigungen der nachfolgenden Tabelle entnehmen.
| Himmelskörper | Fallbeschleuningung |
| Mond | 1,62 m/s2 |
| Mars | 3,8 m/s2 |
| Venus | 8,2 m/s2 |
| Jupiter | 26 m/s2 |
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA |