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Physik Lernzettel
3.12.2020
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konstant beschleunigte bewegung. Aus unserem Versuch zur beschleunigten Bewegung können wir folgende Erkenntnisse ziehen 1. Der Weg s ist proportional zum Quadrat der Zeit::st² → S= k·+² 2. Die Geschwindigkeit v ist proportional zur Zeit: vt → v= c.t Die Konstante c stimmt mit der Steigung der Geraden im v-t-Diagramm überein: V₂ - V₁ +2+1 C= Av At Av Der Quotient At beschreibt die Änderung der Geschwindigkeit Av im Zeitintervallat. Hierfür wurde der Begriff Beschleunigung a (accelerare = beschleunigen) eingeführt. Die Durchschnittsbeschleunigung im Zeitintervall at ergibt sich demnach als: V₂ - V₁ AV At t²-t₁ Die Einheit der Beschleunigung ist: [a] = a = Merke Eine Beschleunigung von bedeutet, dass die Geschwindigkeit in Sekunde um zunimmt. (1) Die untersuchte Bewegung ist also durch eine konstante Beschleunigung charakterisiert a a const. [][] (2) Bei einer konstant beschleunigten Bewegung ergibt sich aus der Proportionalität von v und t das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz v = a.t In kleinen Zeiträumen ist die Geschwindigkeit näherungsweise konstant. Für den Fall ereibt sich die gesamte zurückgelegte Strecke Summe von Rechteckflächen (siehe Metzler, S. 13 Abb. 13.1). Sie stimmt mit der Dreiecksfläche unter der Kurve im v-t-Diagramm überein: S = 1/2 v₁t = 1/2 · (at)·t= t = 1/12 a. 1² Die Messdaten im Weg-Zeit Diagramm Sind (in etwa) proportional zueinander. → z. B. bei Messungenauigkeiten 1. aufstellen einer Geradengleichung mit Schnittpunkt 2. Variablen aus dem Versuch einsetzen s(t) = m.t eeichtörmige bewegung Umgestellt von m = As(t) 3. Die Steigung entspricht beim Weg-Zeit Diagramm der Geschwindigkeit. s(t)...
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= v.t s[m] v(t) = s(t) t bzw. v(t) also t₁ m = S AS st AS At t₂ SL-S₁ t2t₁ Umgekehrt kann man mit dem Geschwindigkeits-Zeit -Diagramm die zurückgelegte Wegstrecke s in einem bestimmten Zeitraum At als Rechteckfläche unter der Kurve ermitteln v [] t[s] Ausgleichsgerade/ Trend Linie t[s] s (t) = v. At Das Weg-Zeit-Gesetz der geradlinigen gleichförmigen Bewegung lautet in allgemeiner Form s(t) = vt + So (So, well bereits bei t-0 eine Geschwindigkeit besteht) MERKE wegs und Geschwindigkeit v sind Vektoren, also Größen, die durch einen Wert und eine Richtungsangabe beschrieben werden. Die Richtung wird +/- als Vorzeichen deutlich Graph steig: Bewegung nach vorne Graph fällt: Bewegung zurück Der Anhalteweg setzt sich aus dem Bremsweg nhaltewez Reaktionsweg 5= v. tr zusammen. S = + => Anhalteweg Reaktionsweg + Bremsweg tB Bremszeit tв = tR→ Reaktionszeit (gleichförmige Bewegung) ist meist 15. Kennt man die Bremszeit te nicht ergibt sich die Formel 2 a für den Bremsweg. = 1/2·a·to ² .a. Weitere Formeln zur Berechnung des Reaktionswegs Physikalische Formel (SReaktion = v.t) sehr genau man benötigt viele Angaben Fahrschu) - Formel (s = 3. Geschwindigkeit) + wenige Angaben ungenau Fahrschul- Faustregel (halber Tacho") S= + großzügiger Spielraum + beim Fahren berechenbar sehr ungenau und dem Weg - Zeit - Diagramm Beschleunigungs-Zeit-Diagramm Geschwindigkeit - Zeit-Diagramm GLEICHFÖRMIGE BEWEGUNG S VA AS At = AS At S = 1/2 a.t² a = S Flugstrecke t Flugzeit t t As At => S = v. t v = konstant => As = v.At a = 1 Ortsfaktor (Beschleunigung) 9,81 BESCHLEUNIGTE BEWEGUNG v freier fall بما a ΔV ΔΕ t + => S = s = ²/a. t ² a = Av A+ => v= a.t a konst. ->Av=a.At bewegungen Formelzeichen: Durchschnittsgeschwindigkeit v → Die mittlere/ durchschnittliche Geschwindigkeit Strecke → As ist die zurückgelegte Strecke ab einem bestimmten Punkt: sl - s2 Zeit → benötigte Zeit; at ist die benötigte Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt tl -t2 Momentgeschwindigkeit Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt V = As At = S2 S₁ t²-t₂ Diagramm auswerten: Diagramm Typ nennen (meist Linien oder Balkendiagramm) Was beschreibt die x-Achse, was die y-Achse? Verlauf beschreiben Wichtige Punkte ablesen: Wendepunkte, plötzlicher stärkerer Anstieg ... Veränderungen und Verlauf deuten (was passiert wenn die Linie steigt, was wenn sie fällt?) Diagramm beschriften x ist immer t[h] oder t[min] y ist s[km] / s[m] oder v[km/h] / v[m/s] Einheiten umrechnen: Im/s = 3,6km/h mal 3,6 rechnen Ikm/h = ca. 0,28m/s → durch 3,6 rechnen