Kinematik (Bewegungslehre)

Wir unterscheiden in der Physik folgende Bewegungsarten:

1. gleichförmige Bewegung:

Man nennt eine Bewegung gleichförmig, wenn der Körper in gleichen Zeiten gleich lange Wege zurücklegt.

Die Geschwindigkeit v = konstant, d. h. die Beschleunigung a = 0

v [m / s] = \frac{s [ m ]}{t [ s ]}

G esc h w in d i g k e i t = \frac{W e g}{Z e i t}

Beispiel:

Ein Schnellzug auf freier Strecke bewegt sich weitgehend mit gleicher Geschwindigkeit in der gleichen Richtung fort – seine Bewegung ist gleichförmig.

v = velocity (engl.) = Geschwindigkeit

s = spatium (lat.) = Weg, Ausdehnung, Entfernung

t = time (engl.) = Zeit

a = acceleration (engl.) = Beschleunigung

2. ungleichförmige Bewegung:

Man nennt eine Bewegung ungleichförmig, wenn der Körper in gleichen Zeiten unterschiedliche Wege zurücklegt.

Beispiel:

Die Geschwindigkeit eines Autos im Stadtverkehr ändert sich ständig: Einmal wird „Gas gegeben“, dann wird gebremst oder eine Kurve gefahren – die Bewegung ist ungleichförmig.

3. Gleichmäßig beschleunigte, geradlinige Bewegung:

Eine geradlinige Bewegung heißt gleichmäßig beschleunigt, wenn die Beschleunigung a = konstant ist.

Die Geschwindigkeit nimmt in gleichen Zeitabständen um denselben Betrag zu.

a [m / s^{2}] = \frac{v [ m / s ]}{t [ s ]}

s [m] = \frac{a [ m / s ^{2} ]}{2} \cdot t^{2} [s^{2}]

Eine Zunahme der Geschwindigkeit wird Beschleunigung genannt, eine Abnahme bezeichnet man als Verzögerung.

Geschwindigkeit im Alltag / in der Physik

v [m / s] = \frac{s [ m ]}{t [ s ]}

G esc h w in d i g k e i t = \frac{W e g}{Z e i t}

Um die Geschwindigkeit (v) zu berechnen, dividiert man den zurückgelegten Weg (s) durch die dafür benötigte Zeit (t).

Im täglichen Gebrauch hat sich die Verwendung von Kilometer pro Stunde (km/h) durchgesetzt, doch in der Physik verwenden wir als Einheit Meter pro Sekunde.

Einheit der Geschwindigkeit: m/s

Wir müssen also meistens umrechnen, aber das ist nicht sehr schwer.

Einfache Umrechnungsbeispiele:

Schau dir zunächst die Beispielrechnung an und versuche anschließend, die Rechenbeispiele eigenständig zu lösen!

Umrechnung km/h in m/s:

Wie viel sind $50 km / h$ in $m / s$ ?

1. Schritt: Kilometer in Meter umrechnen (x 1.000) und Stunde in Sekunden umrechnen (: 3.600).

$\frac{km \cdot 1.000}{3.600}$

2. Schritt: Kürzen!

$\frac{km}{3 , 6}$

Lösung:

$\frac{50}{3 , 6} = 13, 88 m / s$

\frac{km \cdot 1.000}{3.600}

Umrechnung m/s in km/h:

Wie viel sind $10 m / s$ in $km / h$ ?

1. Schritt: Meter/Sekunde in Meter/Stunde umrechnen (x 3.600) und dann in Kilometer umrechnen (: 1.000).

$\frac{m \cdot 3.600}{1.000}$

2. Schritt: Kürzen!

$m \cdot 3, 6$

Lösung:

$10 \cdot 3, 6 = 36 km / h$

\frac{m \cdot 3.600}{1.000}

Beispiel 1:

Ein Radfahrer fährt mit

18 km / h

. Wie hoch ist seine Geschwindigkeit in m/s?

Beispiel 2:

Ein Schnellzug legt in einer Sekunde 40 m zurück. Wie hoch ist seine Geschwindigkeit in km/h?

Beispiel 3:

Eine Mopedfahrerin fährt mit 45 km/h. Plötzlich sieht sie am Straßenrand ein Kind und will bremsen. Welchen Reaktionsweg (Reaktionszeit = 1 Sekunde) legt sie noch zurück, bevor sie tatsächlich zu bremsen beginnt?

Beispiel 4:

Wie lange ist der Bremsweg der Mopedfahrerin, wenn sie gleichmäßig mit
4 m/s² verzögert (bremst) und nach 3 Sekunden zum Stillstand kommt?

Und jetzt du:

Wie lautet die richtige Formel für die Geschwindigkeit?

Wie lautet die richtige Formel für die Beschleunigung?

Ordne das Formelzeichen der richtigen Bezeichnung zu!

Zeit
Beschleunigung
Geschwindigkeit
Weg

Welche drei Bewegungsarten haben wir kennengelernt?

Die Bewegung am Beispiel eines Schnellzuges.

Die Bewegung am Beispiel eines Autos im Stadtverkehr und die beschleunigte, Bewegung.

Ergänze die Lücken im Merksatz.

Eine Zunahme der Geschwindigkeit wird genannt, eine Abnahme bezeichnet man als .