Grundgesetz der Mechanik und Freier Fall

Diese Seite behandelt das Grundgesetz der Mechanik und dessen Anwendung auf den freien Fall.

Das Grundgesetz der Mechanik, auch bekannt als das zweite Newtonsche Gesetz, ist eine fundamentale Gleichung der klassischen Mechanik. Es besagt, dass die auf einen Körper wirkende Kraft gleich dem Produkt aus seiner Masse und seiner Beschleunigung ist.

Definition: Die Formel für das Grundgesetz der Mechanik lautet: F = m * a

Dabei ist F die Kraft in Newton (N), m die Masse in Kilogramm (kg) und a die Beschleunigung in Meter pro Sekunde zum Quadrat (m/s²).

Ein wichtiges Anwendungsbeispiel für das Grundgesetz der Mechanik ist der freie Fall. Beim freien Fall wirkt auf einen Körper nur die Gewichtskraft FG = m * g, wobei g die Fallbeschleunigung ist.

Highlight: Alle Körper erfahren im freien Fall, unabhängig von ihrer Masse, die gleiche Beschleunigung. Diese Fallbeschleunigung beträgt auf der Erde etwa 9,81 m/s² und wird oft auf 10 m/s² gerundet.

Example: Ein Beispiel für den freien Fall ist ein fallender Apfel vom Baum. Ohne Luftwiderstand würden alle Gegenstände, unabhängig von ihrer Masse, gleich schnell fallen.

Vocabulary: Die Formel für den freien Fall lautet: s = 1/2 * g * t², wobei s die zurückgelegte Strecke und t die Fallzeit ist.

Diese Gleichung ermöglicht es, die Fallhöhe oder -zeit zu berechnen, wenn einer der beiden Werte bekannt ist.

Gleichförmige und beschleunigte Bewegung

Diese Seite behandelt die Grundlagen der Bewegungslehre in der Physik. Es werden verschiedene Arten von Bewegungen und deren mathematische Beschreibung vorgestellt.

Bei der gleichförmigen Bewegung wird in gleichen Zeitabschnitten die gleiche Wegstrecke zurückgelegt. Die Geschwindigkeit ist hierbei konstant und wird als Vektorgröße betrachtet, da sie eine Richtung hat.

Im Gegensatz dazu steht die beschleunigte Bewegung, bei der sich entweder der Betrag oder die Richtung der Geschwindigkeit ändert. Hier wird zwischen Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit unterschieden.

Definition: Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Geschwindigkeit in gleichen Zeitabschnitten um den gleichen Betrag ändert. Die Beschleunigung bleibt dabei konstant.

Highlight: Wichtige Formeln für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung sind:

• v(t) = a * t
• v² = 2as
• s(t) = 1/2 * a * t²

Diese Formeln beschreiben den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit (v), Beschleunigung (a), Zeit (t) und zurückgelegter Strecke (s).

Example: In einem v(t)-Diagramm gibt die Steigung die Beschleunigung an, während die Fläche unter der Kurve die zurückgelegte Strecke darstellt.