Grundlagen: Vektoren vs. Skalare und erste Berechnungen

Vektoren und Skalare unterscheiden zu können ist mega wichtig für die Physik! Masse, Strecke und Arbeit sind Skalare (nur Zahlenwerte), während Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kraft Vektoren sind (haben Richtung und Betrag).

Bei Koordinatenbestimmung in 2D und 3D musst du einfach die Gitterpunkte ablesen. Für Vektoren wie $\vec{h}$ oder $\vec{CD}$ rechnest du: Endpunkt minus Startpunkt.

Vektorrechnung läuft komponentenweise ab: Du multiplizierst jeden Vektor mit seinem Faktor und addierst dann die entsprechenden Komponenten. Bei $\vec{a} = 2\vec{u} - \vec{v} - 1,5\vec{w} + 2\vec{v}$ rechnest du Schritt für Schritt durch.

Merktipp: Vektoren haben immer eine Richtung - deswegen brauchst du sie für Bewegungen!

Geradengleichungen und Schnittpunkte

Geradengleichungen in Parameterform siehst du überall: $\vec{x} = \vec{a} + r\vec{u}$. Der Ortsvektor $\vec{a}$ gibt dir einen Punkt auf der Gerade, der Richtungsvektor $\vec{u}$ zeigt die Richtung.

Für Schnittpunkte mit Achsen setzt du einfach eine Koordinate gleich null und löst nach dem Parameter auf. Bei Schnittpunkten zweier Geraden gleichst du die Parameterformen gleich und löst das Gleichungssystem.

3D-Probleme wie Flugzeugkollisionen funktionieren genauso - nur mit drei Koordinaten statt zwei. Du stellst beide Geradengleichungen gleich und checkst, ob das System lösbar ist.

Winkelberechnung zwischen Vektoren klappt mit dem Skalarprodukt: $\cos\varphi = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| \cdot |\vec{b}|}$. Danach kannst du auch Flächeninhalte von Dreiecken berechnen.

Praxistipp: Zeichne dir immer eine Skizze - das macht komplexe 3D-Aufgaben viel verständlicher!