▷ Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung

Dieser Artikel erklärt, was Geschwindigkeit und was Beschleunigung in der Physik ist. Darüber hinaus erfahren Sie, was die Unterschiede zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung sind und welche Gemeinsamkeiten sie haben.

Geschwindigkeit

Geschwindigkeit gibt die Positionsänderung eines Körpers relativ zur Zeit an. Ein schneller Körper bedeutet also, dass er in kurzer Zeit eine große Strecke zurücklegt. Je schneller sich also ein Körper bewegt, desto mehr Distanz legt er in einer bestimmten Zeit zurück.

Die Geschwindigkeit ist gleich der Verschiebung geteilt durch die zeitliche Änderung. Um also die Geschwindigkeit eines Körpers zu berechnen, muss die Differenz zwischen der End- und der Anfangsposition durch die Differenz zwischen dem End- und dem Anfangszeitpunkt geteilt werden. Kurz gesagt lautet die Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit :

$v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}$

Gold:

$v$

ist die Geschwindigkeit.
$\Delta x$

ist der Offset.
$\Delta t$

ist die zeitliche Variation.
$x_f$

ist die Endposition.
$x_i$

ist die Ausgangsposition.
$t_f$

ist der letzte Moment.
$t_i$

ist der Anfangsmoment.

Die Geschwindigkeit wird in Längeneinheiten dividiert durch Zeiteinheiten ausgedrückt. Daher ist die Geschwindigkeitseinheit im Système International (SI) der Meter geteilt pro Sekunde (m/s).

Beispiel einer Geschwindigkeitsberechnung

Ein Mobile befindet sich zum Zeitpunkt t _i = 3 s an der Position x _i = 2 m und zum Zeitpunkt t _f = 6 s an der Position x _f = 8 m. Wie hoch ist seine Geschwindigkeit?

Um den Wert der Geschwindigkeit zu ermitteln, müssen Sie die oben gezeigte Formel verwenden:

$v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}$

Also fügen wir die Daten in die Formel ein und berechnen die Geschwindigkeit des Körpers:

$v=\cfrac{8-2}{6-3}=\cfrac{6}{3}=2\ \cfrac{m}{s}$

➤ Um mehr zu erfahren: Was ist Geschwindigkeit in der Physik?

Beschleunigung

Die Beschleunigung gibt die Geschwindigkeitsänderung eines Körpers pro Zeiteinheit an. Die Beschleunigung kann sowohl auf eine Änderung der Größe der Geschwindigkeit als auch ihrer Richtung zurückzuführen sein. Ein beschleunigender Körper bedeutet also, dass er sich schneller bewegt oder die Richtung ändert.

Wenn beispielsweise die Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers 1 m/s ² beträgt, bedeutet dies, dass sich der Körper jede Sekunde um 1 m/s schneller bewegt. Wenn also zum Zeitpunkt t=5 s seine Geschwindigkeit 3 m/s betrug, wird er zum Zeitpunkt t=6 s eine Geschwindigkeit von 4 m/s haben.

Die Beschleunigung ist gleich der Geschwindigkeitsänderung geteilt durch das verstrichene Zeitintervall. Um die Beschleunigung zu berechnen, muss daher die Differenz zwischen End- und Anfangsgeschwindigkeit durch die Differenz zwischen End- und Anfangszeitpunkt geteilt werden. Die Formel zur Berechnung der Beschleunigung lautet also:

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

Gold:

$a$

ist die Beschleunigung.
$\Delta v$

ist die Geschwindigkeitssteigerung.
$\Delta t$

ist die zeitliche Variation.
$v_f$

ist die Endgeschwindigkeit.
$v_i$

ist die Anfangsgeschwindigkeit.
$t_f$

ist der letzte Moment.
$t_i$

ist der Anfangsmoment.

Die Beschleunigung wird in Längeneinheiten dividiert durch Zeiteinheiten im Quadrat ausgedrückt. Daher ist die Einheit der Beschleunigung im Internationalen System (SI) der Meter geteilt durch die Sekunde zum Quadrat (m/s ² ).

Beispiel einer Beschleunigungsberechnung

Ein sich bewegender Körper hat zum Zeitpunkt t _i =2 s eine Geschwindigkeit von v _i =3 m/s und zum Zeitpunkt t _f =8 s eine Geschwindigkeit von v _f =6 m/s. Wie groß ist seine Beschleunigung?

Um den Beschleunigungswert zu ermitteln, wenden Sie einfach die im obigen Abschnitt erläuterte Formel an:

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

Also setzen wir alle Daten in die Formel ein und berechnen die Beschleunigung des sich bewegenden Körpers:

$a=\cfrac{6-3}{8-2}=\cfrac{3}{6}=0.5\ \cfrac{m}{s^2}$

➤ Um mehr zu erfahren: Was ist Beschleunigung in der Physik?

Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung

Nachdem wir nun wissen, was Geschwindigkeit und Beschleunigung sind, wollen wir uns genau ansehen, was der Unterschied zwischen diesen beiden physikalischen Größen ist.

Der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung besteht darin, dass die Geschwindigkeit die Änderung der Verschiebung pro Zeiteinheit angibt, während die Beschleunigung die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit angibt. Geschwindigkeit und Beschleunigung hängen also zusammen, ihre Bedeutung ist jedoch unterschiedlich.

Wenn sich ein Körper beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s bewegt, bedeutet dies, dass er sich jede Sekunde drei Meter bewegt. Wenn es also zum Zeitpunkt t ₀ =7 s an der Position x ₀ =2 m war, wird es zum Zeitpunkt t _f =8 s an der Position x _f =5 m sein.

Wenn sich ein Körper hingegen mit einer Beschleunigung von 2 m/s ² bewegt, bedeutet dies, dass sich seine Geschwindigkeit jede Sekunde um zwei Einheiten erhöht. Wenn also zum Zeitpunkt t ₀ =1 s seine Geschwindigkeit v ₀ =4 m/s betrug, beträgt seine Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t _f =2 s v _f =6 m/s.

Ein weiterer Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung besteht in den Einheiten, mit denen sie ausgedrückt werden. Wie Sie in den beiden vorherigen Beispielen sehen können, wird im Internationalen System die Geschwindigkeit in m/s ausgedrückt, während die Einheit der Beschleunigung m/s ² ist.

Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung

Die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung ist die Zeit, da Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit definiert ist und daher die Beschleunigung berechnet wird, indem der Geschwindigkeitsanstieg durch die Anstiegszeit dividiert wird.

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}$

Somit bestimmt das Vorzeichen der Beschleunigung, ob die Geschwindigkeit über die Zeit zunimmt, abnimmt oder konstant bleibt:

a>0 : Wenn die Beschleunigung positiv ist, bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit mit der Zeit zunimmt.
a<0 : Wenn die Beschleunigung negativ ist, bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit mit der Zeit abnimmt.
a=0 : Wenn die Beschleunigung Null ist, bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit über die Zeit konstant ist.

➤ Siehe: Geschwindigkeit und Geschwindigkeit

Geschwindigkeit und beschleunigung