PHYSIK: freier Fall vs waagerechter Wurf?

3 Antworten

In der Physik kann es durchaus vorkommen, dass eine Größe, also eine Kraft, eine Geschwindigkeit oder eine Energieform, aus verschiedenen Einzelkomponenten zusammengesetzt ist. 

So kann beispielsweise eine Bewegung nicht nur eine Geschwindigkeits-bzw. Beschleunigungskomponente besitzen, sondern ein Ergebnis aus mehreren voneinander unabhängigen Einwirkungen sein.

Da dies oft der Fall ist, führt man eine Komponentenzerlegung durch, das heißt, man schaut, welche Größen in dem bekannten System welche Richtung und welchen Wert haben.  Der waagerechte Wurf ist ein Beispiel einer solchen zusammengesetzten Bewegung, da sich laut Newtons Gesetz in der klassischen Mechanik nichts ohne äußere Krafteinwirkung nicht-linear Bewegen kann. Der waagerechte Wurf muss sich also aus mindestens zwei (in diesem Falle genau zwei) Komponenten zusammensetzen:

-Einerseits der Wurf nach vorne, der dem Objekt eine lineare Bewegung "nach vorne" verleiht.

-Andererseits die Beschleunigung durch die Gravitationskraft nach "unten", die das Objekt erfährt

Diese beiden Größen beeinflussen sich nicht, das heißt, die Krafteinwirkung auf das Objekt in Richtung Erdschwerpunkt ändert nichts an der linearen Bewegung des Objekts.

Daraus folgt letztendlich, dass zwei Körper, der eine mit der Geschwindigkeit v=0 und der andere mit der Geschwindigkeit v>0 in einem Vakuum zur exakt gleichen Zeit auf der Erde auftreffen.

Dein Beispiel mit der Pistole und der Kugel ist damit ad absurdum geführt und basiert vermutlich auf anschauungstechnischen Fehleinschätzungen.

hdeuvxdgnkpuzfc 
Fragesteller
 13.12.2017, 21:05

Ich habe es nun verstanden, Danke!

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Dein Lehrer hat natürlich recht (wenn man Luftströmungen und ähnliche Effekte mal beiseite lässt)

Nur weil du behauptest, die abgefeuerte Patrone sei länger in der Luft, ist es noch lange nicht so. Die beiden Patronen berühren den Boden zur gleichen Zeit.

Jeder fallende Körper beschleunigt mit ca, 9,81 m/s² nach unten, unabhängig, ob er noch eine waagrechte Geschwindigkeitskomponente hat, oder nicht!

Coach77  14.12.2017, 07:34

Das gilt ohne Reibung.

Bei einer abgefeuerten Patrone kann man die Luftreibung jedoch nicht vernachlässigen, weil die Geschwindigkeit zu hoch ist. Die abgefeuerte Patrone erfährt eine Auftriebskraft, die sie tatsächlich länger in der Luft hält.

Unter Vernachlässigung der Luftreibung überlagern sich beide Beweungen jedoch ungestört.

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Du liegst falsch. Die Schwerkraft wirkt auf beide Objekte gleichermaßen ein.

Ein Experiment dazu zum selbermachen: https://www.experimentis.de/experimente-versuche/mechanik/muenzentrick-fallbeschleunigung/

WOMBAT23  13.12.2017, 17:39

Aber die Patrone einer Pistole fliegt ja mal deutlich weiter

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RobertLiebling  13.12.2017, 17:42
@WOMBAT23

Darauf kommt es aber gar nicht an, das ist ja der Witz. Auf beide Objekte wirkt die Schwerkraft gleichermaßen und beide Objekte werden gleichermaßen in Richtung der Schwerkraft beschleunigt.

Dass Du es vermutlich weder sehen noch hören kannst, wo das Projektil auf den Boden aufschlägt, hat damit nichts zu tun.

Natürlich wird vorausgesetzt, dass das Projektil exakt parallel zum Boden abgefeuert wird.

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hdeuvxdgnkpuzfc 
Fragesteller
 13.12.2017, 17:59

also wenn beide patronen genau gleich hoch abgefeuert werden, bleibt die höhe der beiden Patronen identisch abee nur dass die abgefeuerte patrone sich zusätzlich nach vorne bewegt?

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Droitteur  13.12.2017, 18:07
@hdeuvxdgnkpuzfc

Vllt hilft dir ja die Betrachtung: die Patrone kann gewissermaßen, indem sie sich vorwärts bewegt, Raum gutmachen. Sie fällt in einer ganz bestimmten Zeit von Höhe X auf den Boden und in dieser Zeit kann sie versuchen, so weit wie möglich zu "fliegen".

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