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Physik357Aktualisiert 14. Sept. 20264 Seiten

Physik Klasse 11: Bewegungsarten erklärt

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Jule 🌸@ju1chen
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Die Bewegung von Objekten verstehen - das ist gar nicht so schwer, wie du vielleicht denkst! Ob Auto, fallender Apfel oder Fahrrad: Alles folgt den gleichen physikalischen Regeln. Mit ein paar einfachen Formeln kannst du jede Bewegung berechnen und vorhersagen.
Physik Klasse 11: Bewegung – Seite 1

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Gleichförmige Bewegung

Stell dir vor, du fährst mit dem Auto auf der Autobahn - immer exakt 100 km/h, ohne zu beschleunigen oder zu bremsen. Das ist gleichförmige Bewegung: konstante Geschwindigkeit, keine Überraschungen.

Die wichtigste Formel kennst du schon: v = s/t (Geschwindigkeit = Strecke durch Zeit). Daraus folgen die anderen Formeln: s = v·t und t = s/v. Im Diagramm erkennst du gleichförmige Bewegung daran, dass die Strecke linear zur Zeit ansteigt.

Das Zeit-Strecke-Gesetz lautet: stt = v·t + s₀. Dabei ist s₀ deine Startposition bei t = 0 Sekunden. Die Geschwindigkeit bleibt konstant: vtt = const.

Merktipp: 1 m/s entspricht 3,6 km/h - einfach mal 3,6 rechnen!

Physik Klasse 11: Bewegung – Seite 2

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Gleichförmig beschleunigte Bewegung

Jetzt wird's spannender: Du drückst aufs Gaspedal und wirst schneller - das ist gleichförmig beschleunigte Bewegung. Die Beschleunigung bleibt konstant, aber deine Geschwindigkeit steigt kontinuierlich.

Die Geschwindigkeit steigt linear mit der Zeit: vtt = a·t + v₀. Die zurückgelegte Strecke wächst quadratisch: stt = ½·a·t² + v₀·t + s₀. Das bedeutet: Je länger du beschleunigst, desto mehr Strecke legst du pro Zeiteinheit zurück.

Bei Bremsvorgängen wird die Beschleunigung negativ (a < 0). Das Auto wird langsamer, bis es schließlich steht. Die Formeln bleiben dieselben - nur das Vorzeichen ändert sich.

Praxistipp: Beim Bremsen ist die Beschleunigung immer negativ - denk an das Minuszeichen!

Physik Klasse 11: Bewegung – Seite 3

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Rechenbeispiel Bremsvorgang

Schauen wir uns einen konkreten Bremsvorgang an: Ein Auto fährt mit 20 m/s und bremst mit -5 m/s² ab. Wie lange dauert es, bis es steht, und welche Strecke legt es dabei zurück?

Zuerst die Bremszeit berechnen: v = a·t + v₀. Da das Auto am Ende steht v=0v = 0, ergibt sich: 0 = −5-5·t + 20, also t = 4 Sekunden.

Dann die Bremsstrecke: stt = ½·a·t² + v₀·t = ½·−5-5·16 + 20·4 = -40 + 80 = 40 Meter. Das Auto braucht also 4 Sekunden und 40 Meter, um zum Stehen zu kommen.

Realitätscheck: 40 Meter Bremsweg bei 72 km/h - das zeigt, warum Abstand so wichtig ist!

Physik Klasse 11: Bewegung – Seite 4

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Freier Fall

Der freie Fall ist eigentlich nur ein Spezialfall der beschleunigten Bewegung - mit einer festen Beschleunigung von g = 9,81 m/s². Egal ob Feder oder Stein: Im Vakuum fallen alle Gegenstände gleich schnell.

Die Formeln kennst du schon: stt = ½·g·t² + v₀·t und vtt = g·t + v₀. Meist startest du aus der Ruhe v0=0v₀ = 0, dann vereinfacht sich alles erheblich.

Ein Beispiel: Ein Objekt fällt 15 Meter tief, hat aber eine Anfangsgeschwindigkeit von 5 m/s nach unten. Mit der quadratischen Formel berechnest du: t ≈ 1,31 Sekunden. Die negative Lösung −2,33s-2,33 s macht physikalisch keinen Sinn.

Wichtig: Bei quadratischen Gleichungen immer beide Lösungen berechnen, aber nur die sinnvolle wählen!

Wir dachten schon, du fragst nie...

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