Physik Geschwindigkeit

Mit der Geschwindigkeit aus Sicht der Physik befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, wie man in der Physik die Geschwindigkeit berechnet und liefern euch dabei die passenden Formeln. Dieser Artikel gehört zum Bereich Physik bzw. Mechanik.

Zunächst muss unterschieden werden, welche Art der Bewegung vorliegt, um anschließend die Geschwindigkeit berechnen zu können. Dies ist eine typische Aufgabe in dem Bereich der Physik. Wir starten nun zunächst mit der gleichförmigen Bewegung und sehen uns dann die gleichmäßig beschleunigte Bewegung an.

Was ist eine gleichförmige Bewegung?

Eine gleichförmige Bewegung hat die folgenden Eigenschaften:

• Die Geschwindigkeit des Objektes ist immer gleich schnell
• Die Beschleunigung a ist Null ( a = 0 ), sprich das Objekt wird weder abgebremst, noch wird es schneller

Oder als Beispiel ausgedrückt: Ihr fahrt auf einer Straße mit 100 km/h. Solange ihr die 100km/h auch wirklich fahrt, ist dies eine gleichförmige Bewegung. Ändert sich die Geschwindigkeit hingegen, habt ihr keine gleichförmige Bewegung mehr.

Physik: Geschwindigkeit gleichförmige Bewegung

Die Formel der gleichförmigen Bewegung setzt die Informationen Strecke, Geschwindigkeit, Zeit und Anfangsweg zueinander in Relation. Es folgt nun erst einmal die allgemeine Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit in der Physik für gleichförmige Bewegungen, sowie die Bedeutung der Formelzeichen. Anschließend liefern wir euch noch einige Erklärungen und Beispiele zum besseren Verständnis.

Formel gleichförmige Bewegung:

• s = v · t + s₀
• "s" ist die Strecke in Meter [m]
• "v" ist die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde [m/s]
• "t" ist die Zeit in Sekunden [s]
• "s₀"ist der Anfangsweg in Meter [m]

In sehr vielen Fällen ist der Anfangsweg nicht vorhanden. Dadurch vereinfacht sich die Formel zu

s = v · t.

Geschwindigkeit ( gleichförmige Bewegung ): Beispiele

Zeit für ein paar kleine Beispiele zur gleichförmigen Bewegung. Eines ist dabei ganz wichtig: Ihr müsst die Zahlen in der Form einsetzen, wie sie bei der Formel  angegeben wurde. Sprich die Strecke in Meter und nicht in Kilometer oder Zentimeter. Oder die Zeit in Sekunden und eben nicht in Stunden. Beachtet ihr dies nicht, bekommt ihr ganz schnell Mist raus beim Rechnen.

Beispiel 1:

Beispiel 2:

Geschwindigkeit und beschleunigte Bewegung

Nun kümmern wir uns um die gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus Sicht der Physik. Diese hat die folgenden Eigenschaften:

• Die Geschwindigkeit des Objektes ändert sich, wird entweder schneller oder langsamer
• Somit ist die Beschleunigung - meist mit "a" bezeichnet - ungleich Null
• Die Beschleunigung ist bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung immer konstant

Also noch einmal: Die Beschleunigung ist immer gleich. Beispiel: a=5m/s². Dies bedeutet, dass das Objekt mit 5m/s² beschleunigt. Während der Bewegung ändert sich "a" nicht, sonst wäre die Beschleunigung nicht mehr gleichmäßig.

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung (Formel) berechnen

Es gibt drei Gesetze zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung, die auch die Berechnung der Geschwindigkeit ermöglichen. Diese Gesetze liefern auch Informationen zu Strecke, Beschleunigung, Zeit, Anfangsgeschwindigkeit  und Anfangsweg.

Formel gleichmäßig beschleunigte Bewegung ( Weg-Zeit-Gesetz ):

• s = 0,5 · a · t² + v_o · t + s₀
• "s" ist die Strecke in Meter [m]
• "a" ist die Beschleunigung in Meter pro Sekunde-Quadrat [m/s²]
• "t" ist die Zeit in Sekunden [s]
• "s₀" ist der Anfangsweg [m]

Beginnt die Bewegung aus dem Stillstand und vom Anfangspunkt aus, vereinfacht sich die Formel zu:  s = 0,5 · a · t²

Formel gleichmäßig beschleunigte Bewegung (Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz):

• v = a · t + v₀
• "v" ist die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde [m/s]
• "a" ist die Beschleunigung in Meter pro Sekunde-Quadrat [ m/s² ]
• "t" ist die Zeit in Sekunden [s]
• "v₀" ist die Anfangsgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde [ m/s² ]

Beginnt die Bewegung ohne Startgeschwindigkeit, vereinfacht sich die Formel zu: v = a · t
Formel gleichmäßig beschleunigte Bewegung (Beschleunigung-Zeit-Gesetz):

• a = konstant
• "a" ist die Beschleunigung in Meter pro Sekunde-Quadrat  [m/s²]

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung: Beispiele

Zeit das ein oder andere Beispiel zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung inklusive Geschwindigkeit zu rechnen.

Beispiel 1:

Beispiel 2:

Umrechnung von Einheiten

Viele Schüler haben Probleme beim Umrechnen von Einheiten. Aus diesem Grund gehen wir hier noch einmal eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Umrechnungsregeln.

• 100cm = 1m = 0,001km
• 1m/s = 3,6km/h

Mit diesen Informationen sollte die Berechnung der Geschwindigkeit in der Physik für gängige Beispiele gelingen. Die ungleichmäßige Beschleunigung haben wir hier jedoch nicht durchgesprochen.

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