Definition

Von einer Abwurfgeschwindigkeit spricht man in der Physik unter anderem im Zusammenhang mit dem sogenannten schiefen Wurf: die Abwurfgeschwindigkeit ist dann die Geschwindigkeit, die der Gegenstand ganz am Ende der Beschleunigungszeit und ganz am Anfang des freien Fluges hat. Typische Werte können von wenigen Metern pro Sekunde für das Werfen von Steinen bis zu mehreren Kilometern pro Sekunde für den Abschuss von Geschossen aus Kanonenrohren reichen.

Beispiele

Z. B. 7 m/s für unsportlichen Wurf Wurfparabel (Bleikugelflug)^{[1] ↗}

Bis 14 m/s beim professionellen Kugelstoßen ↗

Über 70 m/s beim Aufschlag im Tennis ↗

Ab 90 m/s für ein einfaches Luftgewehr (externer Link)

Über 1000 m/s für ein normales Gewehr ↗

Bis 35000 m/s für eine magnetische Railgun ↗

Zerlegung

Will man aus der Abwurfgeschwindigkeit eines Körpers eine weitere Flugbahn berechnen, dann kann man die Abwurfgeschwindindigkeit in eine Komponente (Bestandteil) in horizontaler x-Richtung und in eine Komponente in vertikaler y-Richtung zerlegen.

Formeln

vx = v·cos(α)

vy = v·sin(α)

Legende

v = die Geschwindigkeit in Richtung des Abwurfs

vx = die Geschwindigkeit in horizontaler (waagrechter, flacher) Richtung

vy = die Geschwindigkeit in vertikaler (senkrechter) Richtung

cos = die Cosinusfunktion ↗

sin = die Sinusfunktion ↗

Superposition

Der umgekehrte Weg der Zerlegung ist die Überlagerung, auch Superposition genannt. Kennt man die Größe der Geschwindigkeiten, man spricht auch von den Beträgen, in x- und in y-Richtung, so kann man diese beiden über den Satz des Pythagoras miteinander verbinden und darüber die resultierende Geschwindigkeit des geworfenen Gegenstandes, des Projektils berechnen.

Formel

v = √(vx²+vy²)

Legende

v = die Geschwindigkeit in Richtung des Abwurfs

vx = die Geschwindigkeit in horizontaler (waagrechter, flacher) Richtung

vy = die Geschwindigkeit in vertikaler (senkrechter) Richtung

√ = das Wurzelzeichen ↗

² = daselbe wie hoch zwei ↗

() = die runde Klammer ↗

Rechenbeispiel

Im Sommer 2025 hat der Autor eine Bleikugel von 1500 Gramm Masse mit dem rechten Arm und ohne vorherige Übung ähnlich wie einen Tennisballen schräg unter einem Winkel von 33° nach oben geworfen. Aus einem Videofilm wurde die Abwurfgeschwindigkeit v bestimmt zu 7,5 m/s:

v = 7,5 m/s

vx = 7,5 m/s · cos(33°) ≈ 6,3 m/s

vy = 7,5 m/s · sin(33°) ≈ 4,1 m/s

v ≈ √((6,3 m/s)²+(4,1 m/s)²)) ≈ 7,5 m/s

Schiefer Wurf

Die Abwurfgeschwindigkeit und ihre Zerlegung in zwei Komponenten spielt in der Physik vor allem im Zusammenhang mit dem sogenannten schiefen Wurf eine Rolle. Die Zerlegung der Abwurfgeschwindigkeit macht die Berechnung deutlich einfacher. Siehe mehr unter schiefer Wurf ↗

Fußnoten

[1] Das Beispiel mit der Bleikugel stammt von einem eigenen Versuch. Der Autor, etwa 1,8 Meter lang und 58 Jahre alt, war die Kugel mit dem rechten Arm von der Bewegung her so, wie man auch eine Tennisball werfen würde. Der Wurf wurde einmal von einer Drohne und zeitgleich aus anderer Perspektive mit einem Handy gefilmt. Aus den Filmdaten konnten rückwärts die Geschwindigkeiten abgeschätzt werden. Die Abschätzungen passten rechnerisch sehr gut zu weiteren Messwerten des darauffolgenden Parabelfluges, der die Kugel von einer fast 20 Meter hohen Brücke auf eine Grasfläche aufprallen ließ. Dort grub sie sich beim Aufschlag (Impakt) so tief ein, dass sie mit bloßen Händen nicht mehr aus dem Boden gezogen werden konnte. Siehe mehr dazu unter Wurfparabel (Bleikugelflug) ↗