Wurfbewegungs-Simulator
Parabelbahn mit Live-Animation
Klassische Kinematik und parabolische Flugbahnen 🖖
Der schiefe Wurf ist die kinematische Analyse eines Objekts in einem Gravitationsfeld mit konstanter Beschleunigung g nach unten. Ohne Luftwiderstand bleibt die horizontale Geschwindigkeit konstant, während die vertikale Bewegung gleichmäßig beschleunigt wird, was zu einer Parabelbahn führt. Die maximale Reichweite liegt bei 45°.
Zwei Bewegungen in einer 🖖
Ein Wurfgeschoss macht in Wirklichkeit zwei unabhängige Dinge gleichzeitig: Es driftet mit gleichbleibender Geschwindigkeit zur Seite und fällt zugleich unter der Schwerkraft. Keine der beiden beeinflusst die andere — daraus folgt ein berühmtes Ergebnis: Eine waagerecht abgefeuerte Kugel und eine einfach fallen gelassene treffen aus gleicher Höhe im selben Augenblick auf dem Boden auf. Ändere hier die Abschussgeschwindigkeit und beobachte, wie die seitliche Reichweite wächst, während die Flugzeit allein an der Vertikalbewegung hängt.
Über dem Boden verliert 45° 🖖
Die berühmte 45°-Regel für die maximale Reichweite gilt nur, wenn Abschuss und Landung auf gleicher Höhe liegen. Kommt eine Abschusshöhe h hinzu, sinkt der beste Winkel unter 45° und folgt θ = arctan(v / √(v² + 2gh)). Wirfst du einen Ball von einer Klippe, fliegt er weiter, wenn du etwas flacher als 45° zielst — schiebe den Höhenregler hoch und suche das echte Optimum.
Beispielaufgaben
- 45° max. Reichweite - v=20 m/s, θ=45°, h=0 → Reichweite˜40.8 m (Maximum für diese Geschwindigkeit)
- 30° - v=20 m/s, θ=30° → Reichweite˜35.3 m (gleich wie bei 60° aus Symmetriegründen)
- 60° - v=20 m/s, θ=60° → Reichweite˜35.3 m (gleich wie bei 30°)
- 90° senkrecht nach oben - v=20 m/s, θ=90° → senkrecht nach oben, Reichweite=0, maximale Höhe˜20.4 m
- Flacher Schuss - v=55 m/s, θ=12° → flache Flugbahn, Reichweite˜125 m
- von einer Klippe - v=22 m/s, θ=35°, h=18 m → Reichweite˜65 m, Flugzeit˜3.6 s