Unterscheidung Schiefer Wurf Theorie und Praxis?
Hallo ich habe eine kleine Hausaufgabe für Physik auf und weiß nicht ob ich das so recht verstanden habe. Wir haben im Unterricht die Theorie zum schiefen Wurf besprochen (vy ist unabhängig zu vx und man kann die Anfangsgeschwindigkeit vges mit dem Satz des Pythagoras berechnen, usw...) nun sollen wir Gründe nennen warum das in der Praxis von der Theorie abweicht. Spontan fällt mir da nur der Luftwiderstand ein. Kann mir da jemand aushelfen? Finde im internet nichts wirklich passendes dazu
4 Antworten
In der Praxis musst du den Luftwiederstand mit einberechen,
Für eine maximale Flugweite bei gegebenem v ist der optimale Winkel ohne Luftwiderstand 45°, mit Luftwiderstand 60° Der Luftwiderstand wirkt sowohl auf die Kräfte in x-, als auch auf die Kräfte in y-Richtung.
Außerdem kann es passieren, dass ein Geschoss durch Eigenrotation Energie gewinnt oder verliert.
Im gängigen Koordinatensystem legt man die horizontale Achse in die x-Achse. In dieser Richtung ist es in der Tat so, dass die Geschwindigkeit im Freiflug nur durch den Luftwiderstand beeinflusst wird.
vy (also die Vertikalkomponente) unterliegt dem Einfluß von g + dem Luftwiderstand.
BeispielGeschoß: steigt erst mal an, dann, wenn vy durch g und widerstand aufgezehrt ist fällt es wieder ab und beschleunigt gen Erdoberfläche.
Noch ein Punkt: ich würde nicht zwischen Theorie und Praxis unterscheiden - da gibts keine fundamentalen Unterschiede.
Ichwürde eher unterscheiden hin sichtlich der Betrachtungstiefe oder
Modellierungstiefe... d.h. der Berücksichtigung von realen Effekten.
Nehmenwir eine Stahkugel von 1kg, welche unter einem Winkel von 45Grd mit 1m/s Startgeschwindigkeit geworfen wird ,,,, da wirds keine bemerkenswerten Unterschiede zum "einfachen schiefen Wurf ohne Luftwiderstand" geben.
Nimmst du nun eine Styroporkugel von 1kg
und rechnest das auch ohne Luftwiderstand, gibts erhebliche Unterschiedezum Experiment.
Du schneidest ein grundsätzlich interessantes
Thema an: Die Übertragung eines Vorgangs in ein mathematisches Modell. Hierin liegt die Erfahrung eines Entwicklers, welche dann festlegt, welche Realeffekte in einer Berechnung zu Berücksichtigen sind.
Luftwiderstand ist schon mal ein guter Ansatz, dann gibt es ja auch noch den Wind, welcher das Wurfobjekt in eine bestimmte Richtung drükt.
Außerdem ist es ganz interessant mal darüber nachzudenken, was denn wegen dem Luftwiderstand und der Aerodynamik passiert, wenn man zum Beispiel einen Ball wirft, dieser sich allerdings dreht, was beim Werfen sehr oft passiert.
Die Flugbahn des Objekts ändert sich demnach nämlich auch. Das sind alles Dinge die ihr in eurer Betrachtung sicherlich nicht beachtet habt.
Mit der Drehung das habe ich mir grade auch gedacht. Außerdem ist es doch noch wichtig, dass es in der Praxis ziemlich schwierig ist, den Ball genau nach oben zu werfen
Ja, gute Punkte . . . dann gibts eine Bewegung in 3d . . also x-y-Ebene + z als Vertikale
Wenn es um Entfernungen von -zig oder hunderten Kilometern geht, wie es bei der militärischen Praxis des schiefen Wurfes (Artillerie) der Fall ist, dann muß auch die Kugelgestalt der Erde berücksichtigt werden.
Die Gewichtskraft des Körpers zeigt nämlich in der Realität nicht entlang einer y-Achse, sondern zum Erdmittelpunkt. Die Flugbahn ist darum, auch wenn man den Einfluß der Luft wegdenkt, keine Parabel. Der geworfene Körper bewegt sich auf einem elliptischen Orbit.
Die Wurfparabel im x-y-Koordinatensystem ist nur eine Vereinfachung, die von dem Gedankenmodell einer flachen Erde ausgeht.
Dazu kommt: Es muß auch die Rotation der Erde, d.h. die Corioliskraft, berücksichtigt werden.