▷Geschwindigkeit

Dieser Artikel erklärt, was Geschwindigkeit in der Physik ist. Außerdem erfahren Sie, wie Sie die Eile berechnen, sowie ein konkretes Beispiel für die Berechnung der Eile.

Was ist Geschwindigkeit?

In der Physik ist Geschwindigkeit eine skalare Größe, die als Quotient zwischen der zurückgelegten Strecke und der verstrichenen Zeit definiert ist.

Daher gibt die Geschwindigkeit eines Körpers seine Geschwindigkeit an. Je schneller ein Körper ist, desto mehr Distanz legt er in einem Zeitintervall zurück.

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

In der Physik ist das Symbol für Geschwindigkeit der Buchstabe c. Obwohl es auch durch den Buchstaben v (für Geschwindigkeit) dargestellt wird, ist es besser, den Buchstaben c zu verwenden, um Verwirrung zu vermeiden. Im Folgenden werden wir sehen, wie sich die Geschwindigkeit von der Geschwindigkeit unterscheidet.

Geschwindigkeitsformel

Die Geschwindigkeit ist gleich der zurückgelegten Strecke (Δs) geteilt durch die Zeitänderung (Δt). Um die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers zu berechnen, muss daher der zurückgelegte Raum durch die Differenz zwischen dem Endzeitpunkt und dem Anfangszeitpunkt geteilt werden (c=Δs/Δt).

Die Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit lautet also:

$c=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}$

Gold:

$c$

ist die Geschwindigkeit.
$\Delta s$

ist die zurückgelegte Strecke.
$\Delta t$

ist die Zeit, die zur Ausführung der Bewegung benötigt wird.

Beachten Sie, dass zur Berechnung der Geschwindigkeit die zurückgelegte Strecke und nicht die Verschiebung verwendet wird. Daher sollten wir im Zähler der Formel nicht die Differenz zwischen der Endposition und der Anfangsposition angeben, sondern die insgesamt zurückgelegte Strecke (auch wenn die beiden Werte manchmal übereinstimmen).

➤ Siehe: Differenz zwischen zurückgelegter Strecke und Verschiebung

Geschwindigkeitsübung gelöst

Nachdem wir nun die Definition von Geschwindigkeit und ihre Formel kennen, sehen wir uns als Nächstes eine gelöste Übung zur Berechnung der Geschwindigkeit an.

Ein Körper befindet sich zunächst an der Position x ₁ = 2 m, nach einiger Zeit an der Position x ₂ = 9 m und endet schließlich an der Position x ₃ = 6 m. Wenn die gesamte Reise 8 Sekunden dauerte, wie hoch wäre dann die Geschwindigkeit des Körpers?

Die endgültige Position des Körpers liegt hinter seiner Zwischenposition. Um die Geschwindigkeit zu bestimmen, muss jedoch die während der gesamten Fahrt zurückgelegte Strecke berücksichtigt werden. Daher berechnen wir zunächst den im ersten Abschnitt abgedeckten Raum und dann den im zweiten Abschnitt abgedeckten Raum.

$\Delta s_{12}=9-2=7 \m$

$\Delta s_{23}=9-6=3 \ m$

Die zurückgelegte Gesamtstrecke ist also die Summe der beiden berechneten Strecken:

$\Delta s=\Delta s_{12}+\Delta s_{23}=7+3=10 \ m$

Abschließend wenden wir die Geschwindigkeitsformel an, um ihren Wert zu ermitteln:

$c=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}=\cfrac{10}{8}=1.25 \ \cfrac{m}{s}$

Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit

In diesem Abschnitt werden wir den Unterschied zwischen Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit sehen, da es sich hierbei um zwei Arten von Geschwindigkeiten handelt, die in der Physik häufig verwendet werden.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der ein sich bewegender Körper eine Strecke zurückgelegt hätte, wenn er sich während der gesamten Reise mit konstanter Geschwindigkeit bewegt hätte. Daher wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet, indem die zurückgelegte Strecke durch das verstrichene Zeitintervall geteilt wird.

$c_m=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}$

Wenn nicht angegeben ist, um welche Art von Geschwindigkeit es sich handelt, sprechen wir im Allgemeinen von der Durchschnittsgeschwindigkeit.

Andererseits ist die Momentanbeschleunigung die Geschwindigkeit, die ein sich bewegender Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt hat. Daher kann ein sich bewegender Körper zu jedem Zeitpunkt eine andere Momentangeschwindigkeit haben. Mathematisch ist die Momentangeschwindigkeit definiert als die Grenze der Durchschnittsgeschwindigkeit, wenn das Zeitintervall gegen Null geht.

$\displaystyle c_i=\lim_{\Delta t\to 0}c_m=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{ds}{dt}$

Daher besteht der Unterschied zwischen Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit darin, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit der Durchschnittswert der Geschwindigkeit des Körpers auf einer Strecke ist, während die Momentangeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, die ein sich bewegender Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt hat. . .

Geschwindigkeitsbeispiele

Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für tägliche Geschwindigkeitswerte:

Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: 299.792.458 m/s
Schallgeschwindigkeit in Luft: 343,2 m/s
Reisegeschwindigkeit eines Flugzeugs: 230 m/s
Höchstgeschwindigkeit eines Formel-1-Wagens: 105 m/s
Geschwindigkeit des schnellsten Mannes: 10,4 m/s
Höchste Schildkrötengeschwindigkeit: 0,3 m/s
Geschwindigkeit eines Elektrons: 0,001 m/s

Schnelligkeit und Geschwindigkeit

Schließlich werden wir den Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit sehen, da es sich um zwei sehr ähnliche kinematische Begriffe handelt, die wir unterscheiden müssen.

Der Unterschied zwischen Eile und Geschwindigkeit liegt in der Formel. Die Geschwindigkeit wird aus der vom Mobiltelefon zurückgelegten Strecke berechnet, die Geschwindigkeit wird jedoch aus der Bewegung berechnet.

Daher kann der Zähler der Geschwindigkeits- und Geschwindigkeitsformel unterschiedlich sein. Genauer gesagt ist die Geschwindigkeit größer oder gleich der Geschwindigkeit, da die zurückgelegte Strecke größer oder gleich der Verschiebung ist.

Ebenso ist die sofortige Eile das Modul der sofortigen Geschwindigkeit. Wenn also die Momentangeschwindigkeit eines Teilchens bekannt ist, kann seine Momentangeschwindigkeit durch Berechnung seiner Größe bestimmt werden.

➤ Siehe: Geschwindigkeit