Aufzeichnung von Bewegung

Heute im PHYSIKUNTERRICHT: Geschwindigkeit und Beschleunigung - Das Wesentliche ✔ | Berechnungen von Geschwindigkeit und Beschleunigung ✔

Geschwindigkeit und Beschleunigung - Das Wesentliche


$\mathrm {Geschwindigkeit \ = \ \frac {\Large {zurückgelegter \ Weg}}{\Large {benötigte \ Zeit}}}$

$\mathrm {Beschleunigung \ = \ \frac {\Large {Änderung \ der \ Geschwindigkeit}}{\Large {benötigte \ Zeit}}}$


Versuch

Im Labor kann die Bewegung mit einem Wagen wie oben untersucht werden. Der Wagen fährt auf einem ebenen Tisch und zieht dabei ein Papierband hinterher. Das Band führt durch einen Timer, der in regelmäßigen Abständen schwarze Punkte auf das Band schlägt. Ein typischer Timer erzeugt 50 Punkte pro Sekunde.

Alle Punkte auf dem Band zusammen bilden eine vollständige Aufzeichnung der Bewegung des Wagens ab. Je weiter die Punkte entfernt, desto schneller bewegt sich der Wagen. Hier sind einige Beispiele:



Bewegungsabläufe kann man auch darstellen, indem man in kurzen Abständen Fotos macht, wie von diesem Gepard
Bewegung Gepard

Berechnungen auf der Grundlage des Papierbands


Die Bewegungsaufzeichnung oben stammt von einem Wagen mit konstanter Beschleunigung. Das Papierband wurde in Abschnitte mit jeweils 5 Punkten unterteilt. Der Abstand zwischen zwei Punkten ist der Weg, den der Wagen in $\mathrm {\frac {1}{50}}$ Sekunde (0,02 s) zurückgelegt hat, denn oben haben wir festgelegt, dass der Timer 50 Punkte pro Sekunde markiert. Also sind die Abstände zwischen 5 Punkten gleich der zurückgelegten Strecke in $\mathrm {\frac {1}{10}}$ Sekunde (0,1 s).

Wenn das Band in die 5 Abschnitte zerschnitten wird und die Abschnitte nebeneinander gelegt werden, sieht das Ergebnis aus wie das Diagramm rechts. Es hat die Form eines Geschwindigkeit-Zeit-Diagramms. Die Länge eines Abschnitts stellt die jeweilige Geschwindigkeit dar, mit der der Wagen in 0,1 s weiter fährt, wenn seine Geschwindigkeit zunimmt. Die Breite der Abschnitte (Seite an Seite) ergeben eine Zeitachse, weil jeder Abschnitt 0,1s nach dem vorherigen startet.


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