Wurfbewegung: Beispiel

Die Theorie der Wurfbewegung ist für Spieler mehrerer Sportarten sehr nützlich, um ihre Leistung zu verbessern. Zum Beispiel muss ein Speerwerfer seinen Speer so werfen, dass er so weit wie möglich fliegt. Der Speerwerfer nimmt Anlauf, um die Anfangsgeschwindigkeit des Speers zu erhöhen. Die Reichweite eines Wurfs ist bei einem Winkel von 45° am größten, daher versuchen Speerwerfer, ihren Wurf so nah wie möglich an diesem Winkel auszurichten.

Wenn wir von der Reichweite (R) eines Projektils auf ebenem Boden sprechen, nehmen wir an, dass R im Vergleich zum Umfang der Erde sehr klein ist. Wenn die Reichweite jedoch groß ist, krümmt sich die Erde unterhalb des Projektils und die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ändert ihre Richtung entlang des Weges. Die Reichweite ist größer als von der Gleichung für die Reichweite auf ebenem Boden vorhergesagt, weil das Projektil weiter fallen muss.

Wenn die Anfangsgeschwindigkeit groß genug ist, geht das Projektil in eine Umlaufbahn über. Die Oberfläche der Erde sinkt um 5 m alle 8000 m. In 1 s fällt ein Objekt ohne Luftwiderstand 5 m. Wenn ein Objekt also eine horizontale Geschwindigkeit von 8000 m/s nahe der Oberfläche der Erde hat, wird es in eine Umlaufbahn um den Planeten eintreten, da sich die Oberfläche ständig vom Objekt entfernt. Dies ist in etwa die Geschwindigkeit eines Space Shuttles in einer niedrigen Erdumlaufbahn (als sie in Betrieb waren) oder eines Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn.

Dieser Text ist angepasst von Openstax, University Physics Volume 1, Abschnitt 4.3: Wurfbewegung.