Waagrechter Wurf und freier Fall?
Hey, wenn ich eine Kugel von einem Hochhaus fallen lasse oder sie waagrecht werfen, kommt sie trotzdem zum selben Zeitpunkt am Boden an. Warum ist das so? Weil iwie mach das für mich absolut kein Sinn
4 Antworten
Hallo LisJo,
klar, der geworfene Körper muss einen längeren Weg zurücklegen, ist aber insgesamt auch schneller.
Dabei sind – zumindest nach der NEWTONschen Mechanik (NM), deren Gültigkeitsbereich das Szenario allerdings nicht verlässt, und ohne Luftwiderstand betrachtet – die vertikale Komponente der Geschwindigkeit (die betragsmäßig zunimmt) völlig unabhängig von der horizontalen (die konstant bleibt).
Auch die Tatsache, dass sich die Erde eigentlich unter der Bahn des Balles wegkrümmt, fällt dabei nicht ins Gewicht.
Berücksichtigt man den Luftwiderstand, spricht man nicht von freiem Fall. Da die dadurch erzeugte Kraft proportional zu v² ist, verteilen sich ihre Komponenten im Verhältnis derer der Geschwindigkeit, und die bleiben unabhängig voneinander.
Hallo,
die Schwerkraft wirkt senkrecht nach unten.
Die Fallzeit könntest Du also nur beeinflussen, wenn die geworfene Kugel entweder in Richtung nach oben (ruhig auch schräg) oder nach unten geworfen würde.
Die Geschwindigkeit in waagerechter Richtung aber verlangsamt den Fall weder noch beschleunigt sie ihn, denn der waagerechte Wurf hat ja überhaupt keine senkrechte Komponente.
Somit kann die Schwerkraft ungestört ihr Werk, die Kugel in Richtung Erdmittelpunkt zu beschleunigen, fortsetzen. Ob sich die Kugel dabei in waagerechter Richtung bewegt, interessiert die Schwerkraft nicht im geringsten.
Herzliche Grüße,
Willy
Betrachte die Bahn als eine zusammengesetzte Bewegung, bestehend aus einer horizontalen und einer vertikalen Komponente. Diese sind - zumindest bei sehr niedrigen horizontalen Geschwindigkeiten - unabhängig voneinander, und darum kannst du bei der Betrachtung der Bahn die horizontale Komponente der geworfenen Kugel auch ignorieren - dann bleibt lediglich eine vertikale Bewegung übrig (relativ zu deiner eigenen Position).
Allerdings wirkt die horizontale Bewegung der Schwerkraft entgegen, bei Überschreiten der Fluchtgeschwindigkeit würde die Kugel sogar überhaupt nicht mehr auf die Erde zurückfallen. Damit hat die horizontale Bewegungskomponente also schon einen gewissen Effekt auf die Fallgeschwindigkeit, der allerdings beim lediglich Werfen minimal bis verwahrlosbar ist.
Beim waagerechten Wurf ist es egal weil diese Geschwindigkeit keinen Einfluss auf den Fall hat.
Hier zählt nur die Geschwindigkeit Richtung Erdboden.