Kinematik Grundlagen und Formeln

In der Kinematik arbeiten wir mit vier Hauptgrößen: Weg (s) in Meter, Zeit (t) in Sekunden, Geschwindigkeit (v) in Meter pro Sekunde und Beschleunigung (a) in Meter pro Sekunde². Diese Größen sind durch wichtige Formeln miteinander verbunden.

Bei der geradlinigen gleichförmigen Bewegung bleibt die Geschwindigkeit konstant. Die Grundformel lautet: v = s/t, was du auch umstellen kannst zu s = v·t oder t = s/v. Hat ein Objekt bereits einen Anfangsweg s₀ zurückgelegt, erweitert sich die Formel zu: s = v·t + s₀. Die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnest du, indem du den Gesamtweg durch die Gesamtzeit teilst.

Bei gleichmäßig beschleunigten Bewegungen ändert sich die Geschwindigkeit mit konstanter Rate. Hier gelten drei wichtige Formeln:

1. Das Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz: v = a·t $mit Anfangsgeschwindigkeit v₀: v = a·t + v₀$
2. Das Weg-Zeit-Gesetz: s = ½·a·t² $mit v₀ und s₀: s = ½·a·t² + v₀·t + s₀$
3. Das Geschwindigkeit-Weg-Gesetz: v = √(2·a·s)

Praxistipp: Um km/h in m/s umzurechnen, teile durch 3,6. Beispiel: 36 km/h = 10 m/s. Umgekehrt: Multipliziere m/s mit 3,6, um km/h zu erhalten. Beispiel: 5 m/s = 18 km/h.