Physik Mechanik – Freier Fall und Wurf
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was definiert den freien Fall in der Physik? · Wie lautet das Weg-Zeit-Geset…
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15 KartenWas definiert den freien Fall in der Physik?
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Eine Bewegung unter alleiniger Einwirkung der Gravitationskraft ohne Luftwiderstand, mit konstanter Erdbeschleunigung g ≈ 9,81 m/s².
Wie lautet das Weg-Zeit-Gesetz für den freien Fall aus Ruhelage?
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s(t) = ½ · g · t², wobei s der Fallweg, g die Erdbeschleunigung und t die Fallzeit ist.
Wie berechnet man die Fallgeschwindigkeit nach Zeit t im freien Fall?
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v(t) = g · t, da die Geschwindigkeit linear mit der Zeit zunimmt und der Startgeschwindigkeit null entspricht.
Was charakterisiert den waagerechten Wurf?
Rückseite
Eine Überlagerung aus gleichförmiger Bewegung in x-Richtung (v₀ konstant) und freiem Fall in y-Richtung (Startgeschwindigkeit null).
Wie lautet die Bahnkurvengleichung y(x) beim waagerechten Wurf?
Rückseite
y(x) = -g/(2·v₀²) · x², eine nach unten geöffnete Parabel mit Scheitel im Startpunkt.
Wovon hängt die Flugdauer beim waagerechten Wurf ab?
Rückseite
Nur von der Abwurfhöhe h: t_F = √(2h/g). Die horizontale Wurfgeschwindigkeit v₀ beeinflusst die Flugdauer nicht.
Wie berechnet man die Wurflänge (Reichweite) beim waagerechten Wurf?
Rückseite
x_max = v₀ · √(2h/g). Sie ist proportional zur Startgeschwindigkeit v₀ und zur Wurzel der Abwurfhöhe.
In welche Komponenten zerlegt man die Anfangsgeschwindigkeit beim schrägen Wurf?
Rückseite
v₀ₓ = v₀ · cos(α) in x-Richtung (konstant) und v₀ᵧ = v₀ · sin(α) in y-Richtung (durch Schwerkraft abgebremst).
Wie hoch steigt ein Körper beim schrägen Wurf maximal?
Rückseite
Höchsthöhe h_max = (v₀² · sin²(α)) / (2g). Sie hängt quadratisch vom senkrechten Geschwindigkeitsanteil ab.
Wie lange dauert der Aufstieg bis zur Höchsthöhe beim schrägen Wurf?
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t_H = (v₀ · sin(α)) / g. Die Gesamtflugdauer beträgt beim Wurf auf gleicher Höhe das Doppelte: t_G = 2 · t_H.
Welcher Wurfwinkel α liefert die maximale Wurflänge auf gleicher Höhe?
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45°, weil sin(2α) maximal 1 wird. Die maximale Reichweite beträgt dann x_max = v₀²/g.
Wie lautet die allgemeine Bahnkurvengleichung y(x) beim schrägen Wurf?
Rückseite
y(x) = tan(α) · x - (g/(2·v₀²·cos²(α))) · x². Eine Parabel mit Steigung tan(α) im Startpunkt.
Welche Energieerhaltung gilt bei Wurfbewegungen ohne Reibung?
Rückseite
Gesamtenergie E = E_kin + E_pot bleibt konstant: ½mv² + mgh = const. Am Scheitelpunkt ist kinetische Energie minimal, potentielle maximal.
Warum vernachlässigt man in der Schulphysik meist den Luftwiderstand?
Rückseite
Weil die analytische Lösung ohne Luftwiderstand (Parabel) exakt lösbar ist, während Luftwiderstand Differentialgleichungen erfordert, die nur numerisch lösbar sind.
Wie verändert sich die Wurflänge bei Verdopplung der Anfangsgeschwindigkeit v₀?
Rückseite
Sie vervierfacht sich, da x_max ∝ v₀² gilt (quadratischer Zusammenhang).