Physik Gedankenexperiment?
Man nehme einen Schussapperat, der eine Kugel mit Hilfe eines waagerechten Wurfs nach vorne schießt (ca.2-3m). Ich will nun berechnen wo ich einen "Korb" aufstellen muss, um genau in diesen zu treffen.
Wie könnte ich die Anfangsgeschwindikeit berechnen? Damit könnte man nämlich die Reichweite berechnen.
Idee1: Ich lasse die Kugel senkrecht nach oben schießen und messe die Zeit + messe den zurückgelegten Weg nach oben.
Habt ihr weitere Ideen?
4 Antworten
Mit Idee1 kannst du schon die Anfangsgeschwindigkeit berechnen.
s=v0*t-0.5*g*t^2 (1)
v=v0-gt =! 0 => v0 = gt (2)
s kannst du messen, g ist konstant und t kannst du aus bestimmen => in (2) eingesetzt ergibt dir v0.
Jetzt hast du v0 und kannst damit (beim waagrechten Wurf) einfach die Flugbahn berechnen. Das ist eine Parabelgleichung. Die Höhe y wird nur von dem g Term bestimmt und die Weite x nur von v0*t.
=> y(t) = h(t) = -0.5*g*t^2
x(t) = v0*t
Als 2-dimensionaler Vektor r(t) = (-0.5*g*t^2, v0*t) geschrieben.
dir fehlen ein paar Parameter so wie Wurfhöhe,Geschwindigkeit oder Starthöhe.
Starthöhe ist frei wählbar, Geschwindigkeit könnte aus dem senkrechten Wurf errechnet werden mit Hilfe eines Maßbandes und einer Stoppuhr, könnte ich mir denken.
v=a*t
Du brauchst also nur die Zeit 2*t messen, bis die Kugel wieder herunter kommt.
a=g
Ob der Schußapparat aber jedesmal die gleiche Beschleunigung auf die Kugel einbringt müßte auch ermittelt werden.
Du brauchst schon die Feuer-Geschwindigkeit und Schusswinkel der Kugel und natürlich die Höhe von wo du die Kugel abschießt.
Wenn Du diese Werte hast kannst Du die Anfangsgeschwindigkeiten berechnen:
Für die horizontale Bewegung gilt:
für die Vertikale Geschwindigkeit gilt die selbe Formel nur halt mit Sinus.
Die Gravitation die Kugel jeden Meter näher an den Boden bringt (Reibungswiderstand der Luft vernachlässigen wir hier), bestimmt das Ende der Flugbahn (wenn die Höhe 0 m beträgt)
Der Weg errechnet sich dann wie folgt
Weg=horizontale Anfangsgeschwindigkeit x (Wurzel aus [vertikale Anfangsgeschwindigkeit² + 2 g h]) geteilt durch g
Außerdem bist du behindert warum lässt du den Ball nicht nach vorne schießen und stellst den Korb dahin wo er gelandet ist ?