Mechanik & Bewegung
Mechanik & Bewegung ist eine kostenlose interaktive Simulation aus dem StudyFi Lab. Sie läuft direkt im Browser, ohne Anmeldung und ohne Installation.
Würfe, freier Fall und Reibung auf der schiefen Ebene
Experimente
Freier Fall
Ohne Luftwiderstand fällt jeder Körper mit derselben Beschleunigung g: Die Geschwindigkeit wächst gleichmäßig (v = g·t), der Weg mit dem Quadrat der Zeit (h = ½·g·t²); der Körper landet nach t = √(2h/g). Mit Luftwiderstand wirkt eine Kraft F = k·v gegen die Bewegung, und die Geschwindigkeit nähert sich der Endgeschwindigkeit v = m·g/k, bei der Widerstand und Gewichtskraft gleich groß sind.
Probier das: Schalte den Luftwiderstand ein und beobachte das v-t-Diagramm: Die Kurve flacht ab und pendelt sich bei der Endgeschwindigkeit ein. Erhöhe dann die Masse.
Schräger Wurf
Der schräge Wurf besteht aus zwei unabhängigen Bewegungen: Waagerecht bewegt sich der Körper mit der konstanten Geschwindigkeit vₓ = v₀·cos θ, senkrecht wird er durch die Fallbeschleunigung g erst gebremst und dann beschleunigt. Die Bahn ist eine Parabel. Vom Boden aus ist die Wurfweite d = v₀²·sin 2θ / g und die Wurfhöhe h = (v₀·sin θ)² / 2g; am weitesten fliegt ein Wurf unter 45°.
Probier das: Wirf unter 30° und dann unter 60° — die Wurfweite ist gleich. Wechsle dann zum Mond und sieh, wie weit der Körper fliegt.
Schiefe Ebene
Die Gewichtskraft G = m·g zerlegt man in die Hangabtriebskraft G·sin θ und die Normalkomponente G·cos θ, die von der Normalkraft N ausgeglichen wird. Solange tan θ ≤ μH (Haftreibungszahl), hält die Haftreibung den Klotz fest. Gleitet er, wirkt die Gleitreibung μG·N, und er beschleunigt mit a = g·(sin θ − μG·cos θ) — unabhängig von seiner Masse.
Probier das: Vergrößere den Winkel, bis der Klotz losrutscht — das passiert genau beim Reibungswinkel φ = arctan μH. Ändere dann die Masse: Die Beschleunigung bleibt gleich.
Häufige Fragen
Was ist Mechanik & Bewegung?
Mechanik & Bewegung ist eine kostenlose interaktive Simulation aus dem StudyFi Lab. Sie läuft direkt im Browser, ohne Anmeldung und ohne Installation. Würfe, freier Fall und Reibung auf der schiefen Ebene
Ist Mechanik & Bewegung kostenlos?
Ja. Mechanik & Bewegung ist komplett kostenlos. Es läuft im Browser auf Computer, Tablet und Handy, und du brauchst kein Konto.
Was kann ich in Mechanik & Bewegung entdecken?
Freier Fall, Schräger Wurf, Schiefe Ebene.
Was zeigt das Experiment „Freier Fall“?
Ohne Luftwiderstand fällt jeder Körper mit derselben Beschleunigung g: Die Geschwindigkeit wächst gleichmäßig (v = g·t), der Weg mit dem Quadrat der Zeit (h = ½·g·t²); der Körper landet nach t = √(2h/g). Mit Luftwiderstand wirkt eine Kraft F = k·v gegen die Bewegung, und die Geschwindigkeit nähert sich der Endgeschwindigkeit v = m·g/k, bei der Widerstand und Gewichtskraft gleich groß sind.
Was zeigt das Experiment „Schräger Wurf“?
Der schräge Wurf besteht aus zwei unabhängigen Bewegungen: Waagerecht bewegt sich der Körper mit der konstanten Geschwindigkeit vₓ = v₀·cos θ, senkrecht wird er durch die Fallbeschleunigung g erst gebremst und dann beschleunigt. Die Bahn ist eine Parabel. Vom Boden aus ist die Wurfweite d = v₀²·sin 2θ / g und die Wurfhöhe h = (v₀·sin θ)² / 2g; am weitesten fliegt ein Wurf unter 45°.
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