Wurfweiten-Kanone: Finde den Winkel

Ein Simulationsspiel zum Lernen. Sag voraus, wo eine Kanonenkugel landet, wähle den Winkel oder die Geschwindigkeit, die die Flagge trifft, und sieh, wie die Wurfweite vom Abwurfwinkel abhängt.

WurfweiteAbwurfwinkel

SCHIESSPLATZ

Wie weit?

Bereit
Aktiviere JavaScript, um die Kanone abzufeuern. Anleitung und Rechenbeispiel bleiben lesbar.
Geschwindigkeit vKomponenten vₓ, v_yBisherige BahnVergleichsschussDeine Vorhersage
Ort der Kugelx = vₓ·t

Zeit

0.00 s

t

Waagerechte Position

0.00 m

x = vₓ·t

Höhe

0.00 m

y = v_y0·t − ½·g·t²

Waagerechte Geschwindigkeit

0.00 m/s

vₓ = v₀·cos θ

Senkrechte Geschwindigkeit

0.00 m/s

v_y = v₀·sin θ − g·t

Erst vorhersagen, dann schießen

Gib deine Antwort ein, um die Kanone zu laden. Feuer bleibt gesperrt, solange keine Antwort da ist.

Sag den Schuss voraus, bevor du feuerst.

Missionspunkte—

Eine richtige Antwort bringt 100 Punkte: höchstens 0,5° Abweichung bei einem Winkel, sonst höchstens 2 %. Gelingt es beim ersten Schuss, kommen 50 dazu.

✓ Richtige Antwort① Beim ersten Versuch

So spielst du Wurfweiten-Kanone

  1. Wähle einen Schuss und lies auf der Karte die Geschwindigkeit, den Winkel oder die Entfernung des Ziels ab.
  2. Nutze R = v₀²·sin(2θ) ÷ g oder löse die Formel nach dem Winkel oder der Geschwindigkeit auf.
  3. Gib deine Antwort ein und drücke Feuer. Eine Winkel- oder Geschwindigkeitsantwort richtet die Kanone aus; eine Weitenantwort setzt deine Flagge.
  4. Lies nach dem Schuss das Weite-Winkel-Diagramm: Das Maximum liegt bei 45°, und zwei Winkel mit der Summe 90° haben dieselbe Weite.

Wie weit fliegt ein Geschoss?

Eine Kugel, die mit der Geschwindigkeit v₀ unter dem Winkel θ abgeschossen wird, hat die Komponenten vₓ = v₀·cos θ und v_y0 = v₀·sin θ. Sie bleibt T = 2·v_y0 ÷ g in der Luft und legt in dieser Zeit R = vₓ·T = 2·v₀²·sin θ·cos θ ÷ g = v₀²·sin(2θ) ÷ g zurück. Weil sin(2θ) bei 2θ = 90° am größten ist, erreicht man die größte Weite bei 45°. Zwei Winkel mit der Summe 90°, etwa 30° und 60°, ergeben denselben Wert sin(2θ) und landen deshalb an derselben Stelle: Der steilere Schuss fliegt nur höher und länger.

Ein Modell zum Lernen

Die Kugel ist ein Punkt, der vom Boden abgeschossen wird und auf gleicher Höhe landet, mit g = 9,8 m/s² und ohne Luftwiderstand. Mit Luftwiderstand fallen echte Schüsse kürzer aus, und der beste Winkel liegt unter 45°. Höchster Punkt und Landung werden exakt berechnet. Alle Schüsse nutzen denselben Platz mit gleichem Maßstab auf beiden Achsen und laufen in Echtzeit.

Beim Sprachwechsel bleiben Schuss, Antwort, Versuche und Lauf erhalten.