Waagerechter Wurf - Wurfweite und Wurfzeit
Physikcoach
https://www.youtube.com/watch?v=LEM8I0nXYYA

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 willkommen zu einem neuen Video in dem Video geht es um den senkrechten Wurf viel Spaß wir schauen uns ein wichtiges
0:10 Grundkonzept aus der Mechanik an und hier lernst du gleich ganz viele Mechanik Basics zu den Bewegungsarten gucken wir uns das an und machen eine
0:18 Beispielaufgabe und das erklären wir anhand des waagerechten Wurst das heißt waagerecht in diese Richtung werfe ich und dann schauen wir was passiert wenn
0:28 ich diese Ente in diese Richtung werfe kannst ja mal zu Hause auch irgendwas wegwerfen vielleicht hast du ein Papiertuch oder ein Stift und dann
0:37 guckst du mal welche Bahn macht dieser Stift erstmal haben wir eine Höhe H0 das ist die Ausgangshöhe von der du wirst und dann wenn wir die Flugbahn
0:47 einfach mal nachmachen dann sieht das ungefähr so aus das heißt das ist die Flugbahn von dieser Ente und jetzt ein ganz wichtiges Konzept in der Physik was
0:59 wir jetzt anwenden das ist nämlich weg dort Zerlegung daran erkläre ich Dir das ein bisschen einfacher dann kannst du das ganz gut nachvollziehen und lernst
1:07 auch noch mal so die Basics und wie die Physik tickt wir haben hier ganz am Anfang eine Anfangsgeschwindigkeit von V0 so dass das erste sobald das
1:18 meine Hand verlässt haben wir die Anfangsgeschwindigkeit V Null das ist die Anfangshöhe also eine Null heißt quasi anfangen also wenn es anfängt so
1:26 jetzt geht's los jetzt gucken wir uns mal hier diesen Punkt greifen wir uns raus was ist denn dann mit der Ente und jetzt ist ganz wichtig die tatsächliche
1:36 Geschwindigkeit ist diese hier ne die nach unten geht dann gehen wir noch mal einen Schritt hier weiterhin die tatsächliche
1:43 Geschwindigkeit ist jetzt ein bisschen größer geworden ne geht hier so nach unten das heißt ich zeichne das einfach als Vektoren zu
1:51 Veranschaulichung wenn du noch keine Vektoren hattest dann nimm das einfach erstmal hin dass ich die Geschwindigkeit quasi nur die Richtung angebe wenn ich
1:59 eine Richtung angebe und eine einen Betrag wie groß diese Geschwindigkeit ist dann kann ich das einfach alles vektorpfeil darstellen und je länger der
2:08 Fall ist umso größer als die Geschwindigkeit so das ist die absolute geschwind die tatsächlich Geschwindigkeit so jetzt setzt sich aber
2:16 jetzt kommt nämlich das coole in der Physik damit wir das leichter berechnen können zerlegen weil diese schiefe Geschwindigkeit die jetzt nach unten
2:24 zeigt oder nach da zeigt in eine x-komponente und in eine y Komponente und das ist nämlich das geniale wir haben nämlich hier eine x Komponente und
2:35 hier eine y Komponente wir haben hier eine x-componente und haben hier eine y Komponente also wir haben das jetzt hier zerlegt in dem Punkt gibt es noch keine
2:46 y Komponente weil wir ganz am Anfang haben wir nur einen Puls in diese Richtung ne also nur die Geschwindigkeit nach da vorne waagerecht erst kurz
2:55 danach kommt dann hier die y-Komponente dazu und du siehst je weiter ich fortschreite umso größer wird auch die y-Komponente weil die Geschwindigkeit
3:06 nach unten zunimmt das ist das erste gucken uns gleich noch mit Formeln an du siehst hier auch das V0 das ist nämlich das mit entscheidende
3:17 V0 bleibt einfach gleich das heißt die Komponente in x-Richtung bleibt konstant das schon mal richtig cool zu wissen so und das hier ist unser V y das ist v y
3:29 und das ändert sich ne also vy1 nenne ich das mal und das Y2 so VX1 VX1 = V0 das bleibt gleich und vx2 das ist
3:46 auch gleich V0 ne also diese Komponente ändert sich nicht machen wir erstmal anschaulich bevor wir zu den Formeln gehen so ich habe ja noch ein paar Enten
3:53 vorbereitet das heißt in x-komponente wenn du etwas nach vorne wirst waagerechter Wurf die x-komponente ist das wenn du oben drauf guckst
4:02 Vogelperspektive also du hast dann nur diese Dimension ne also nur diese x-Achse im Prinzip und wenn du oben drauf guckst dann weißt du nicht wie
4:10 hoch die Ente ist du siehst einfach nur die bewegt sich bewegt sich bewegt sich und bleibt stehen das heißt eine konstante Bewegung und Stopp konstante
4:19 Bewegung und Stopp das ist dieses V0 du guckst quasi die Bewegung wenn jemand wird von oben an damit hast du diese Höhe nicht
4:26 jetzt der andere Fall jetzt gehen wir in die Hocke werfen etwas nach vorne diese Ente ist jetzt am dran sind Flugenten so zack so und wenn ich
4:38 jetzt nicht die x-komponente sondern nur die y-Komponente betrachtet also ich mache mir quasi so einen Strich und gucke einfach nur okay wo ist die
4:47 Koordinate von dieser Ente und wenn du was nach vorne wirst dann siehst du das fällt einfach wieder nach unten das heißt das ist nur ein freier Fall im
4:56 Prinzip physikalisch betrachtet das ist ein freier Fall und den x-Richtung ist es eine gleichförmige Bewegung wir haben also diese Bewegung zerlegt in
5:05 x-komponente gleichförmige Bewegung und Y Komponente freier Fall perfekt und jetzt kommt nämlich das richtig coole wenn das kannst du zu Hause auch
5:13 nachmachen du wirst ich lass jetzt eine Ente los freier Fall und eine werfe ich nach vorne waagerechter Wurf dann gucken wir mal was passiert
5:23 die kommen exakt gleich auf dem Boden an das ist crazy das ist wirklich crazy würde man erstmal nicht vermuten man denkt hey die Ente die ich wegwerfe
5:33 brauchen ein bisschen länger längeren Flugbahn nein y Komponente die befindet sich nur im freien Fall ob ich jetzt eine loslasse oder nach vorne werfe die
5:43 kommen gleich an weil für die y-Komponente geht nur der freie Fall das schon mal perfekt und wie gesagt Luftwiderstand wird nicht berücksichtigt
5:51 hier ist der Luftwiderstand gleich deswegen funktioniert das ne also kannst du zu Hause gerne testen eins nach vorne werfen und gleichzeitig eins loslassen
5:59 dann ist das der Nachweis freier Fall und waagerechter Wurf y-Richtung ist eins zu eins und was passiert beim freien Fall da wird y
6:09 immer schneller schneller schneller so jetzt formal da guck mal wieder zurück ne Mechanik die hat es angefangen gleichförmige Bewegung gleichförmige
6:18 Bewegung da ist die Geschwindigkeit konstant perfekt ne wenn was von oben gucken ist ja konstant die Strecke ist Geschwindigkeit mal Zeit wir haben ja
6:29 nur was konstant ist in diese Richtung und Tee ist die Zeit Beschleunigung haben wir nicht ne das heißt in die Richtung wenn wir von oben gucken keine
6:39 Beschleunigung es wird nicht schneller oder langsamer am Ende ist dann sofort stoppt
6:45 also das ist der erste Part dann in y-Richtung also wenn wir werfen und gucken uns das so an dann haben wir die Höhe H0 und dann müssen wir ja minus ein
6:58 halb GT Quadrat das ist die Strecke einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung die Formel brauchst auf jeden Fall und
7:07 dadurch das G nach unten wirkt und das Ganze nach unten fällt haben wir hier ein Minus die Geschwindigkeit wie war das bei einer beschleunigten Bewegung
7:17 das war Beschleunigung mal Zeit ja bei minus g mal t wieder weiß nach unten wirkt Vektoren die nach unten wirken kriegen Minuszeichen die Beschleunigung
7:26 ist konstant wie beim freien Fall wenn ich etwas fallen lasse g ist konstant die Geschwindigkeit steigt immer um den gleichen Faktor pro Sekunde also das zu
7:39 den Formeln und hier zu der Zerlegung also wunderschön dass hier noch mal zu sehen und dann kann man hier auch so
7:46 schönes Rechteck draus machen das jetzt nicht ganz perfekt und dann kann man das auch wunderbar berechnen dann hat man nämlich hier einen rechten Winkel und
7:56 dann könnte man das noch mit Pythagoras also wenn man hier gesamt nicht das einfach mal haben wollen würde dann könnte man
8:06 vaugesand Quadrat ist gleich das kann ich nach hier verschieben V Null Quadrat plus V Y2 also hier könntest du dieses Dreieck
8:18 einfach mit Pythagoras berechnen und den Vektor Vektoren kann ich verschieben solange die Länge gleich bleibt und die Richtung nur das halt auch das coole an
8:26 Vektoren damit kann man schön mathematische Spieler reinmachen wichtig jetzt nur das gar nicht so wichtig dass man einen Vektor zerlegen kann das heißt
8:33 ich habe hier ein beliebigen Vektor in irgendeine Richtung und den kann ich eine x-komponente zuordnen und eine y Komponente also vex und vy das ist mein
8:44 Vektor v bei V ist dann das kann ich dann plus rechnen vex plus V y das ist die vektorzerlegung nur noch mal für die die
8:55 ist ein bisschen genauer wissen wollen brauchst du im Prinzip gar nicht nur dass du weißt es wird zerlegt ne in diese beiden Komponenten dann ist alles
9:02 gut wenn du das parat hast so und ich weiß dass es immer besser ist noch mal ein Beispiel zu machen ne ich habe auch in der Uni immer nichts verstanden weil
9:11 hä was ist hier los neue Buchstaben hier noch im Büro hier aus dem Griechischen sonst was für Sachen genommen und ich weiß gar nicht was das ist können wir
9:19 nicht mal ein Beispiel rechnen ne weil die häufigste Frage und das machen wir jetzt hier auch das würde ich auch ganz wichtig dann
9:25 siehst du das einmal so und mit der gleichförmigen Bewegung da können wir die Wurf weiter berechnen und hier mit dem freien Fall also ein y-Richtung
9:34 macht man meistens die Wurfzeit also mit dem Beispiel was ich jetzt hier habe das Beispiel ist wir werfen etwas aus fünf Meter waagerecht nach vorne aus fünf
9:43 Meter Höhe waagerecht nach vorne mit einer abschussgeschwindigkeit von 36 km/h so wir wollen jetzt wissen wie weit fliegt das und wie lange fliegt das ne
9:54 dass der erste Part so dazu schauen wir uns einfach die Wurfzeit zu allererst an also wir wollen jetzt die Wurfzeit haben so und da können wir diese Formel hier
10:06 nehmen weil es y ist die Komponente hier ist y so und was ist nämlich hier es y welchen Wert hat hier
10:19 s y0 ne also in dem Punkt wo es aufkommt ist es y0 das heißt wir können schreiben Null ist gleich h minus also H0 - 1/2 GT Quadrat dann kann ich das noch auf die
10:34 andere Seite bringen und dann vertauschen dann habe ich H0 ist gleich ein halb GT Quadrat so und jetzt kann ich das ganze die
10:46 Formel kommt ihr bekannt vor ne die kannst du auch direkt nehmen ich habe es hier noch mal ganz allgemein gemacht und dann können wir das Umstellen nach t
10:55 also wir rechnen mal zwei dann fällt das ein halb Weg geteilt durch G also haben wir zwei H0 geteilt durch G und dann müssen wir noch die Wurzel ziehen
11:06 daraus die Wurzel so dann setzen wir eins zweimal H0 H0 ist 5 m also man 10 m geteilt durch geht 10 m Sekunde Quadrat also Erdbeschleunigung
11:23 dann kürzen wir hier die Zehen raus bleibt eins übrig Meter kürzt sich raus dann bleibt nur noch übrig eins durch 1 durch Sekunde Quadrat und da kannst du
11:33 ja mit dem Kehrwert mal nehmen und dann kommt Sekunde Quadrat nach oben also haben wir Wurzel aus 1 Sekunde Quadrat und das ist eine
11:44 Sekunde das heißt aus fünf Meter Höhe ist die Wurfzeit dauert eine Sekunde egal ob ich aus fünf Meter Höhe das nach vorne
11:55 schmeiße braucht 5 Sekunden bis auf dem Boden oder ob ich das einfach loslasse brauche es auch mit einfach loslasse freier Fall also nicht nach unten noch
12:03 ein Impuls sondern entweder nach vorne waagerecht mit 36 km/h oder loslassen dann brauche es jeweils eine Sekunde das ist nämlich das coole ne das musst du
12:13 dir auf jeden Fall verstanden haben und nachvollziehen können wenn du noch Fragen hast dazu schreibst gerne in die Kommentare so
12:21 dann jetzt haben wir die Wurf Zeit jetzt wollen wir noch die Wurfweite wie weit haben wir denn überhaupt geworfen ne das wollen wir auch wissen heißt
12:30 Wurfweite das ist super simpel ne das ist echt x also diese Strecke im Prinzip wie weit haben wir wirklich geworfen das ist V0 mal die Zeit die wir insgesamt
12:42 gebraucht haben dass er Ball oder die Ente auf dem Boden angekommen ist so V Null haben wir gegeben 36 km/h so und jetzt achtung das kommt ja häufig vor
12:54 dass du noch vorher umrechnen musst physikalische Formeln immer für si Basiseinheiten das heißt wir müssen noch durch 3,6 also
13:02 haben wir zehn Meter pro Sekunde 10 Meter pro Sekunde mal eine Sekunde dann kürzt sich Sekunde raus und wir kommen auf zehn Meter
13:15 also wenn wir aus fünf Meter Höhe etwas mit zehn Meter pro Sekunde bzw 36 km/h werfen dann ist das nach einer Sekunde auf dem Boden und befindet sich genau
13:24 zehn Meter entfernt von uns yes das war noch mal ein schönes Video zum waagerechten Wurf ich hoffe es hat dir gefallen und ganz wichtig hier die
13:34 Zerlegung ne dass du das Nachvollziehen konntest das ist super wichtig Vektor Zerlegung wir betrachten jetzt zwei unterschiedliche Bewegungsarten einmal
13:42 die gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte das sind sowieso Grundsachen die du können musst aus der Mechanik
13:49 wenn du noch mehr Übungsaufgaben strukturierte lernen Videos Aufgaben mit ausführlichen Lösungen Zusammenfassung haben möchtest dann schau gerne mal in
13:58 die Beschreibung und kannst dir einen Zugang zu der Lernplattform holen dann wünsche ich Dir weiterhin auf deinem Lehrweg ganz viel Erfolg ich bin Robert
14:06 danke ciao