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Im Schwerefeld der Erde (Fallbeschleunigung g) wird zum Zeitpunkt
eine Punktmasse m mit waagerechter Anfangsgeschwindigkeit
in der Höhe
abgeschossen. (Skizze)
Venachlässigt man den Luftwiderstand, so wird die Bewegung des Massenpunktes durch
beschrieben.
Unter welchem Winkel zur Waagerechten trifft die Punktmasse auf dem
Erdboden bei
auf?
Lösung:
Aus der Ort-Zeit-Funktion kann man t berechnen und in die
Ort-Zeit-Funktion
einsetzen:
Durch Auflösen der Gleichung nach x kann man den Ort des Auftreffens
des Massenpunkts auf den Erdboden bestimmen:
Die erste Ableitung von an diesem Punkt bestimmt den Anstieg der Tangente:
Den Winkel ergibt die Umkehrfunktion
Die Umkehrfunktion des Tangens ist eine ungerade Funktion. Deshalb gilt