Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen
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Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Der Ort Der Ort x, an dem sich ein Körper befindet, ist seine Lage in einem Bezugssystem zu einem bestimmten Zeitpunkt. x in m 150 100 P(x,t) 50 0 0 2 4 Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 6 8 t in s Die Bahn eines Körpers wird aus allen Orten gebildet, die er bei seiner Bewegung durchlaufen hat. 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Der Weg 1 B s = s1 s 2s 3 = x s3 s = s1 s 2s 3 ≠ x s2 x s2 s1 A s1 A s1 Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 s2 Der Weg s gibt an, wie groß die Länge der Bahn zwischen zwei Orten bei einer Bewegung ist. Formelzeichen: s Einheit: ein Meter (1 m) s3 s3 x B Der Weg kann, muss aber nicht identisch mit der Ortsveränderung sein. 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Der Weg 2 x Die Ortsveränderung eines Körpers lässt sich auch mithilfe von Ortsvektoren beschreiben. x := Ortsveränderung 0A = r1 A r2 − r1 r1 r2 0 Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 0B = r2 x = r2 − r1 B t Der Ortsvektor eines Punkts ist der Vektor vom Ursprung eines Bezugssystems zu diesem Punkt. 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Die Geschwindigkeit 1 Die Geschwindigkeit v gibt an, wie schnell sich ein Körper bewegt. Formelzeichen: Einheit: v ein Meter pro Sekunde ein Kilometer pro Stunde Umrechnungen: 1 m km = 3,6 s h Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 1 1 m s 1 km h km 1 m = h 3,6 s 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Die Geschwindigkeit 2 Die Geschwindigkeit ist wie der Weg eine vektorielle Größe. Meßgerät: Tachometer (Momentangeschwindigkeit) Durchschnitts geschwindigkeit: Augenblicks geschwindigkeit: allgemeine Definition der Geschwindigkeit: Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 s t s v = t ∆s := Wegänderung ∆t := Zeitintervall v = v = lim t 0 , wenn t sehr klein ist s t = ds dt = ṡ 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Die Geschwindigkeit 3 Ziel:DurchschnittsgeschwinDie Welche Geschwindigdigkeit keit hatist dergleich Körper dem im Anstieg der Sekante (grün). Punkt? s sE ∆s (∆y) sA ∆t (∆x) 0 tA tE t v = s t m = y x Die DurchschnittsgeschwinMomentangeschwindigkeit: digkeit wird um so genauer, s mit Punkt ds je näher man v = lim = =2 ṡ t 0 1t an Punkt heran dt rückt! Tangente an die Kurve im Punkt. Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Die Beschleunigung 1 Die Beschleunigung a gibt an, wie schnell ein Körper seine Geschwindigkeit ändert. Formelzeichen: Einheit: a ein Meter pro Q-Sekunde Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 1 m 2 s 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Die Beschleunigung 2 Die Beschleunigung ist eine vektorielle Größe. Meßgerät: Beschleunigungsmesser (Momentanbeschl.) v t ∆v := Geschw.-änderung ∆t := Zeitintervall Durchschnittsbeschleunigung: a = Augenblicksbeschleunigung: v a = t allgemeine Definition der Geschwindigkeit: v a = lim t 0 t Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 , wenn t sehr klein ist = dv dt = v̇ 2 d s = = s̈ dt 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Übungsaufgabe Ein PKW bremst in 4 Sekunden von 120 km·h-1 auf 75 km·h-1 ab. Berechnen Sie die Bremsbeschleunigung. Analyse: - mittlere Beschl. ergibt sich aus - da Beschleunigungen in m·s-2 angegeben werden, ist eine Umrechnung der Geschwindigkeit in m·s-1 sinnvoll Skizze: 120 km h 75 km h 4 Sekunden Bremsweg s Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Übungsaufgabe m s2 Gesucht: a in Gegeben: v A = 120 vE km = ..... h km = 75 = ..... h m s m s t = 4s Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz Physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegungen Grundkurs PH 11 Übungsaufgabe Lösung: a = v t vE − vA t m m 20,8 − 33,3 s s a = 4 s m a = − 3,125 2 s m a = − 3,1 2 s a = Quelle: DUDEN, Physik, Sachsen 11, Grundkurs, erste Auflage 2008 25.10.2009, W. Rafelt, Lessing-Gymnasium Kamenz
