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Aufgabenstellung:

Beim schiefen Wurf in der Luft greift am Massenpunkt außer der Gewichtskraft noch die Luftwiderstandskraft an. Der Luftwiderstand wirkt entgegengesetzt zum Geschwindigkeitsvektor, und sein Beitrag ist proportional zum Quadrat der Bahngeschwindigkeit, d.h. .

Stellen Sie die Bewegungsgleichungen auf.

Lösungsweg:

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Bewegungsgleichungen:

Abbildung

Aus folgt für die Komponenten des Luftwiderstands:

Damit folgt aus den Bewegungsgleichungen das folgende Differenzialgleichungssystem für die Komponenten des Geschwindigkeitsvektors:

Bemerkung: Dieses nichtlineare Differenzialgleichungssystem kann nur numerisch gelöst werden, z. B. mit der Matlab-Funktion ode45 oder der GNU Octave-Funktion lsode.

Lösung:

Siehe Lösungsweg.