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Physik

Bewegung und Geschwindigkeitsanalyse

Beschleunigung

Physik888Aktualisiert 9. Sept. 20263 Seiten

Grundlagen der Bewegung

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Stine @stine_wlgg
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Physik ist überall um uns herum - wenn du beim Sport sprintest, mit dem Fahrrad fährst oder einen Ball wirfst. Bewegung lässt sich mit einfachen Formeln beschreiben, die dir helfen, vorherzusagen, wie schnell etwas wird oder wie weit es kommt.
Bewegung – Seite 1

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Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Stell dir vor, du drückst beim Auto das Gaspedal durch - das Auto wird jede Sekunde um den gleichen Betrag schneller. Genau das ist gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Die Beschleunigung a hat die Einheit m/s² und zeigt, um wie viele m/s ein Körper pro Sekunde schneller wird. Ein Beispiel: Bei a = 9,81 m/s² (Erdbeschleunigung) wird ein fallender Körper nach 1 Sekunde 9,81 m/s schnell, nach 5 Sekunden schon 49,05 m/s.

Die wichtigsten Formeln sind v = a · t für die Geschwindigkeit und s = ½ · a · t² für den zurückgelegten Weg. Du erkennst diese Bewegung daran, dass im Zeit-Weg-Diagramm eine Parabel entsteht und im Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm eine Gerade durch den Ursprung.

Merktipp: Umrechnung von m/s in km/h: einfach mit 3,6 multiplizieren!

Bewegung – Seite 2

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Bewegungsgesetze

Für gleichmäßig beschleunigte Bewegung gibt es drei Bewegungsgesetze, die dir alle Berechnungen ermöglichen. Das Wichtigste: Die Beschleunigung bleibt konstant.

Das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz v = a · t zeigt, dass die Geschwindigkeit proportional zur Zeit wächst. Im Diagramm siehst du eine ansteigende Gerade. Das Zeit-Ort-Gesetz s = ½ · a · t² beschreibt, wie der Weg quadratisch mit der Zeit zunimmt - daher die Parabel im Diagramm.

Das dritte Bewegungsgesetz s = v²/(2·a) ist besonders praktisch, wenn du die Zeit nicht kennst. Es verbindet Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung direkt miteinander.

Wichtig: Diese Formeln gelten nur, wenn die Bewegung bei t = 0s startet und der Körper anfangs in Ruhe ist!

Bewegung – Seite 3

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Gleichförmige Bewegung und freier Fall

Bei gleichförmiger Bewegung bleibt die Geschwindigkeit konstant - wie bei einem Auto mit Tempomat. Du erkennst sie daran, dass im Zeit-Weg-Diagramm eine Gerade durch den Ursprung entsteht.

Das Bewegungsgesetz s = v · t ist super einfach: Weg = Geschwindigkeit mal Zeit. Die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnest du mit dem Gesamtweg geteilt durch die Gesamtzeit.

Der freie Fall ist ein Spezialfall der gleichmäßig beschleunigten Bewegung mit g = 9,81 m/s². Hier gelten die gleichen Formeln wie vorher, nur steht statt a jetzt g: s = ½ · g · t² und v = g · t.

Praxistipp: Beim freien Fall verdoppelt sich die Geschwindigkeit nicht alle 2 Sekunden - nach 1s hast du 9,81 m/s, nach 2s schon 19,62 m/s!

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