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gleichförmige Bewegung

Physik2.297Aktualisiert 20. Okt. 20264 Seiten

Grundlagen der Kinematik: Bewegungen und Diagramme

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Die Kinematik ist die Bewegungslehre in der Physik - sie beschreibt, wie sich Körper durch Raum und Zeit bewegen. Du lernst hier die zwei wichtigsten Bewegungsarten kennen: gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung.
Kinematik – Seite 1

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Grundlagen der Kinematik

Kinematik ist nichts anderes als Bewegungslehre - sie beschreibt, wie sich Körper räumlich und zeitlich bewegen. Das klingt komplizierter, als es ist!

Bei der gleichförmigen Bewegung passiert etwas Simples: In gleichen Zeitabschnitten wird immer dieselbe Strecke zurückgelegt. Stell dir vor, du fährst konstant 50 km/h - dann legst du jede Stunde exakt 50 km zurück.

Die wichtigste Formel dafür ist v = Δs/Δt (Geschwindigkeit = Strecke durch Zeit). Wenn du keinen Startweg hast, wird's noch einfacher: s = v·t.

Merktipp: In t-s-Diagrammen erkennst du gleichförmige Bewegung an einer geraden Linie - die Steigung zeigt dir die Geschwindigkeit!

Kinematik – Seite 2

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Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Hier wird's spannender: Die Geschwindigkeit ändert sich in gleichen Zeitabschnitten immer um denselben Betrag. Denk an ein Auto, das vom Stillstand gleichmäßig auf 100 km/h beschleunigt.

Die Beschleunigung berechnest du mit a = Δv/Δt (Geschwindigkeitsänderung durch Zeit). Ohne Anfangsgeschwindigkeit gilt: v = a·t.

Für die Strecke vom Stillstand verwendest du s = ½·a·t². Mit Anfangsgeschwindigkeit wird's zu: s = ½·a·t² + v₀·t + s₀.

Wichtig: Im t-v-Diagramm erkennst du beschleunigte Bewegung an einer schrägen Linie - die Steigung entspricht der Beschleunigung!

Kinematik – Seite 3

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Praxisbeispiel: Gleichförmige Bewegung

Zeit für ein konkretes Beispiel! Von München nach Hamburg sind es 800 km bei konstanten 200 km/h =55,5m/s= 55,5 m/s. Wie lange dauert die Fahrt?

Mit der umgestellten Formel t = s/v rechnest du: t = 800.000m ÷ 55,5 m/s = 14.414 s. Das sind etwa 4 Stunden - logisch, oder?

Im t-s-Diagramm siehst du eine gerade Linie von 0 bis 800 km über 4 Stunden. Nach 2 Stunden bist du bei 400 km - genau die Hälfte.

Praxistipp: Denk daran, Einheiten umzurechnen! 200 km/h entsprechen 55,5 m/s.

Kinematik – Seite 4

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Beschleunigung berechnen

Beschleunigung misst, wie schnell sich die Geschwindigkeit ändert. Die Formel a = v2−v1v₂ - v₁/t2−t1t₂ - t₁ zeigt dir die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit.

Beispiel Auto: Von 0 auf 60 m/s in 10 Sekunden ergibt a = 60/10 = 6 m/s². Beim Bremsen wird die Beschleunigung negativ - ein Zug, der von 20 auf 10 m/s in 4 Sekunden bremst, hat a = -2,5 m/s².

Negative Beschleunigung bedeutet einfach Bremsen oder Verzögerung. Die Einheit der Beschleunigung ist immer m/s².

Merkhilfe: Positive Beschleunigung = schneller werden, negative Beschleunigung = langsamer werden (bremsen).

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