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THEMA:   Superpositionsprinzip anhand des waagerechten wurfes

 2 Antwort(en).

Kurdt begann die Diskussion am 02.09.02 (17:00) mit folgendem Beitrag:

hallo!
dies ist meine aufgabe: Erläutern sie das superpositionsprinzip am beispiel des waagebrechten wurfes.leiten sie daraus die gleichungen für wurfdauer,-weite und auftreffgeschwindigkeit her.

ich check das absolut nicht,komm auf kein ergebnis,bitte helft mir. vilen dank im vorraus!


Schöni antwortete am 03.09.02 (08:04):

Hi Kurdt!
Das ganze ist leichter als es klingt. Superposition in der Bewegungslehre (Kinematik) bedeutet, dass man eine komplizierte Bewegung gedanklich und rechnerisch in einfachere Teilbewegungen zerlegen kann.

Als Beispiel: man lässt 2 Kugeln aus gleicher Höhe fallen. Kugel 2 bekommt am Start zusätzlich einen waagrechten Schubs, so dass sie sich auf einer krummen Bahn zu Boden bewegt (auf einer Wurfparabel).
Das besonder daran ist, dass beide Kugeln gleich schnell fallen, d.h.: die waagrechte Komponente der Bewegung stört die Fallbewegung der 2. Kugel nicht. Andererseits bewegt sie sich mit konstanter Geschwindigkeit nach vorn weiter, wie eine waagrecht rollende Kugel, d.h.: die Fallbewegung stört die waagrechte Bewegung auch nicht.

Man kann sich daher die Bewegung der 2. Kugel aus 2 Teilbewegungen zusammengesetzt denken: aus einer Fallbewegung und einer gleichförmigen Bewegung nach vorn. Setzt man beide Bewegungen zusammen, erhält man zu jedem Zeitpunkt die richtige Position der Kugel.

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So, und nun schaun wir uns das ganze rechnerisch an:
1. Teilbewegung:
In der Zeit t kommt eine (aus der Höhe h) frei fallende Kugel bis zu Position
y(t) = h - gt²/2

2. Teilbewegung:
In der Zeit t kommt eine (mit der Geschwindigkeit v)waagrecht rollende Kugel bis zu Position
x(t) = vt

Wir dürfen nun beide Bewegungen zusammensetzen. Die momententane Lage der Kugel ist dann
P(t) = (x(t),y(t)) = (vt, h - gt²/2)

Die Kugel kommt am Boden auf wenn y(t) = 0:
h - gt²/2 = 0
t = wurzel(2h/g)
Die Kugel kommt nach ta = wurzel(2h/g) Sekunden am Boden auf. Sie befindet sich dann im Punkt
P(ta) = (x(ta),y(ta)) = (v*ta,0)

Die Wurfweite beträgt daher x(ta) = v*wurzel(2h/g)

So wie man die Wegstrecken überlagert, darf man auch die Geschwindigkeiten überlagern. Die Kugel hat eine Geschwindigkeitskomponente in waagrechte und eine in senkrechte Richtung:
V(t) = (vx(t),vy(t)) = (v,gt)

Zum Auftreffzeitpunkt lautet der Geschwindigkeitsvektor daher
V(ta) = (v,g*ta)

Der BETRAG der Geschwindigkeit ist dann
|V(ta)| = v(ta) = wurzel(v² + g²ta²) = wurzel(v² + 2hg)


Cicek antwortete am 27.10.04 (13:07):

Hallo, ich wollte wissen, was Gentechnik ist und welche Vor- und Nachteile dabei übertereten können.(ist das, was man dafür oder dagegen sein soll?)
Ich werde mich über eure Antworten freuen:))))))))))))
Ciau