Der schiefe Wurf

Wenn ein Körper mit einer bestimmten Richtung (meist schräg nach oben) und einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit geworfen wird, spricht man von einem schiefen Wurf.

Die Wurfbahn

1. Die Wurfbahn des Geschosses (Bahnkurve) hängt von mehreren Faktoren ab:
2. Von der Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses beim Verlassen der Wurfmaschine. Sie wird angegeben in Meter pro Sekunde. 1 m/s = 3,6 km/h.
3. Von der Richtung des Geschosses beim Abwurf. Sie wird durch den Winkel zur Waagerechten angegeben, der bei einem Wurf schräg nach oben zwischen 0 und 90 Grad betragen kann. Wenn man den Luftwiderstand außer Acht lässt, durchlaufen alle mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Winkel abgeworfenen Geschosse die gleiche Flugbahn. Sie ist eine Parabel mit einem höchsten Punkt, dem Scheitelpunkt. Auf beiden Seiten des Scheitelpunkts hat sie die gleiche Form, d. h. sie ist spiegelsymmetrisch zu einer Achse, die senkrecht auf den Scheitelpunkt verläuft.
4. Vom Luftwiderstand des Geschosses. Je höher dessen Luftwiderstand ist, desto mehr verliert das Geschoss an Geschwindigkeit. Die Bahnkurve ist nicht mehr symmetrisch, sondern jenseits des Scheitelpunktes steiler abfallend. Die Wurfweite verringert sich bei gleichen Anfangsbedingungen (1., 2.). Der Luftwiderstand hängt von der Größe des Geschosses (Flächeninhalt der Querschnittsfläche, die man in Bewegungsrichtung messen kann), dessen Form und der Geschwindigkeit ab, außerdem von der herrschenden Lufttemperatur und dem Luftdruck. Eine der Geschossformen mit dem kleinsten Luftwiderstand ist die Kugelform. Der Luftwiderstand eines Körpers ist proportional zum Quadrat seiner Geschwindigkeit, d. h. bei Verdopplung der Geschwindigkeit vervierfacht sich der Luftwiderstand, der immer bremsend (gegen die momentane Bewegungsrichtung) wirkt. Wenn der Körper seine Geschwindigkeit beim Aufsteigen bis zum Scheitelpunkt verringert, verringert sich auch sein Luftwiderstand, danach vergrößert er sich wieder. Wenn Wind herrscht, muss zur Berechnung des Luftwiderstandes die Geschwindigkeit des Geschosses relativ zur Luft benutzt werden. Durch einen Gegenwind wirkt im zeitlichen Durchschnitt ein vergrößerter Luftwiderstand und die Wurfweite verringert sich.
5. Von dem Drall des Geschosses, d. h. einer eventuellen Drehung um seine eigene Achse. Bei Feuerwaffen (Handfeuerwaffen, Artillerie) erhalten die „Kugeln" oder Granaten einen Drall um die Achse, die in Flugrichtung zeigt. Die Kreiselwirkung stabilisiert dann das Geschoss in seiner räumlichen Lage, so dass die Spitze immer nach vorn zeigt. Diese Art von Drall hat keinen Einfluss auf die Flugbahn und -weite, außer dass sie den Luftwiderstand gering hält, weil die Spitze immer nach vorn zeigt (d. h. die Bahn wird indirekt verlängert und die Schussweite vergrößert. Eine Drehbewegung um eine Achse, die senkrecht zur Bahn steht, erzeugt in Luft eine senkrecht zur Bahnkurve gerichtete Kraft auf das Geschoss. Sie wirkt zu der Seite hin, wo sich die Oberfläche des Geschosses gegen die Flugrichtung bewegt. Im Vakuum hat der Drall keine Wirkung, weil er ein Strömungseffekt (aerodynamischer Effekt) ist. Der Drall wird bei vielen Ballsportarten benutzt, um eine seitliche Ablenkung (Krümmung) der Bahn zu erreichen, z. B. beim Tischtennis oder beim Fußball (Bananenflanke).

Die Wurfweite

Mit Wurfweite meint man bei einem schiefen Wurf die waagerecht gemessene Entfernung zwischen dem Abwurfpunkt (Punkt, an dem das Geschoss das Gewehr oder die Wurfmaschine verlässt) und dem Auftreffpunkt auf den Boden oder ein Hindernis.

Die Wurfweite hängt von einigen Parametern ab:

1. Von der Anfangsgeschwindigkeit. Bei jedem schiefen Wurf schräg nach oben ist die Wurfweite umso größer, je größer die Anfangsgeschwindigkeit ist.
2. Von der Abwurfrichtung. Bei vernachlässigtem Luftwiderstand und einem Auftreffpunkt, der die gleiche Höhe hat wie der Abwurfpunkt, wird bei einem Abwurfwinkel von 45 ̊ die größte Weite erreicht.
3. Vom Luftwiderstand. Je größer der Luftwiderstand, desto geringer die Wurfweite.
4. Von der Masse des Geschosses, wenn ein Luftwiderstand vorhanden ist. Wegen der Trägheit, die mit der Masse verbunden ist, wird die Wurfweite größer, wenn unter sonst gleichen Bedingungen die Masse des Geschosses größer ist.
5. Von der Form des Erdbodens, wenn das Geschoss auf dem Boden auftrifft. Ein fallendes Gelände sorgt für eine größere Wurfweite, ein steigendes für eine kleinere Weite im Vergleich zu einem ebenen Boden.
6. Einem Hindernis, z. B. einem Gebäude, gegen das das Geschoss prallt. Die Wurfweite kann über das Hindernis hinaus dann nicht erhöht werden, aber bei größerer Bewegungsenergie beim Abwurf erreicht das Geschoss das Hindernis mit größerer Wucht.