Physik - Kinematik und Beschleunigung - Klausuraufgaben

Kinematik

Kinematik oder Bewegung bzw. Beschleunigung von Körpern. Berechnung der Geschwindigkeit und Durchschnittsgeschwindigkeit.

Kinematik und Beschleunigung

In der Kinematik geht es um Beschleunigung, Geschwindigkeit, Bewegung bzw. Durchschnittsgeschwindigkeit. Bewegungen sind meist nicht statisch, sondern komplexere Vorgänge. Um es besser mathematisch zu beschreiben, wird es häufig vereinfacht.

Durchschnittsgeschwindigkeit

Die Durchschnittsgeschwindigkeit wird berechnet als Quotient von Strecke und Zeit.
Formel

\(v=\frac{\Delta s}{\Delta t}\)​

\(v=\) Geschwindigkeit in m/s

\(s=\) Strecke in m

\(t=\) Zeit in s

Gradlinig gleichförmige Bewegung​

Eine gradlinige gleichförmige Bewegung hat eine konstante Geschwindigkeit.

Formel

\(\Delta s=v*\Delta t\)​

\(\Delta s=\) Strecke

\(v=\) Geschwindigkeit

\(\Delta t=\) Zeit

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Um eine Geschwindigkeit zu erreichen, muss man beschleunigen.

Die Geschwindigkeitszunahme pro Sekunde bezeichnet man als Beschleunigung.

Wenn die Beschleunigung (a) konsant bleibt bis man die Geschwindigkeit erreicht hat nennt man es:

gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Formel

\(v=a*t\)​

\(v=\)​ Geschwindigkeit in m/s

\(a=\) Beschleunigung in \(m/s^2\)

\(t=\)​​ Zeit in s

Beispielaufgabe der Kinematik I

Ein Motorrad beschleunigt 5 Sekunden mit \(4m/s^2\). Vorher stand es. Wie hoch ist die Geschwindigkeit nach 5 Sekunden?

Was ist gegeben?

v = x | a = \(4m/s^2\) | t = 5s

 
\(v=a*t\)

\(v = 4m/s^2\) * \(5s\)

\(v = 20m/s\)

Die Geschwindigkeit beträgt nach 5 Sekunden \(20m/s.\)

Beispielaufgabe der Kinematik II

Ein Auto fährt aus dem Stand nach 10 Sekunden \(100km/h\). Wie hoch ist die Beschleunigung?

Was ist gegeben?

a = x | v = \(100km/h\) | t = 10s

\(v=a*t\) wird zu

\(a=\frac{v}{t}\)

\(100km/h\) umrechnen in \(m/s\rightarrow \frac{100km/h}{3,6} = 27,78m/s\) in die Gleichung einsetzen

\(a=\frac{27,78m/s}{10s}\)

\(a=2,778m/s^2\)

Die Beschleunigung beträgt \(2,778m/s^2\)