▷ Konstante Beschleunigung

Dieser Artikel erklärt, was es in der Physik bedeutet, dass sich ein Körper mit konstanter Beschleunigung bewegt. Hier erfahren Sie, was eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung ist, Beispiele für Bewegungen mit konstanter Beschleunigung und die Formeln für diese Art von Bewegung.

Um das Konzept der konstanten Beschleunigung vollständig zu verstehen, müssen Sie logischerweise zunächst ein klares Verständnis davon haben, was Beschleunigung in der Physik ist. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen, vor Beginn der Erklärung den folgenden Beitrag zu lesen:

➤ Siehe: Was ist Beschleunigung? (physisch)

Was bedeutet es, dass die Beschleunigung konstant ist?

Wenn sich ein Körper mit konstanter Beschleunigung bewegt, bedeutet das, dass sich seine Geschwindigkeit im Laufe der Zeit ständig ändert. Mit anderen Worten: Wenn die Beschleunigung eines Körpers konstant ist, bedeutet dies, dass seine Geschwindigkeit linear mit der Zeit zunimmt oder abnimmt.

Wenn sich beispielsweise ein Körper mit einer konstanten Beschleunigung von 2 m/s ² vorwärts bewegt, bedeutet dies, dass seine Geschwindigkeit jede Sekunde um 2 m/s zunimmt. Wenn es also aus dem Ruhezustand startet, beträgt seine Geschwindigkeit nach einer Sekunde 2 m/s, nach zwei Sekunden 4 m/s, nach drei Sekunden 6 m/s usw.

Es ist zu beachten, dass die Beschleunigung nicht nur die Größe der Geschwindigkeit verändert, sondern auch deren Richtung verändern kann. Bei Bewegungen wie der gleichmäßigen kreisförmigen Bewegung (MCU) bleibt das Geschwindigkeitsmodul während der gesamten Bewegung konstant, seine Richtung variiert jedoch, sodass Kurven mit konstanter Geschwindigkeit ausgeführt werden.

➤ Siehe: Was ist Geschwindigkeit?

Somit ist ein Körper, der im freien Fall herabsinkt, ein Beispiel für eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung, da auf den Körper nur die Erdbeschleunigung einwirkt (ohne Reibung mit der Luft), deren Wert konstant ist (g=9,81 m/s² ^). ).

Beispiele für Bewegungen mit konstanter Beschleunigung

Um den Begriff der konstanten Beschleunigung besser zu verstehen, sehen Sie unten Beispiele für Bewegungen, deren Beschleunigung über die gesamte Flugbahn hinweg konstant ist.

Formeln für Bewegung bei konstanter Beschleunigung

Im Folgenden zeigen wir Ihnen, wie die Formeln (oder Gleichungen) der Bewegung bei konstanter Beschleunigung lauten. Mit diesen Formeln können Sie Probleme dieser Art von Bewegungen lösen.

Position

Bei konstanter Bewegungsbeschleunigung ist die Position eines Körpers gleich der Anfangsposition plus dem Produkt aus Anfangsgeschwindigkeit mal verstrichener Zeit plus der Hälfte der Beschleunigung mal dem Quadrat der verstrichenen Zeit.

Somit lautet die Formel zur Berechnung der Position des Körpers, die eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung beschreibt, wie folgt:

$x=x_0+v_0\cdot (t-t_0) +\cfrac{1}{2}\cdot a \cdot (t-t_0)^2$

Gold:

$x$

ist die Position des Körpers.
$x_0$

ist die Ausgangsposition des Körpers.
$v_0$

ist die Anfangsgeschwindigkeit des Körpers.
$t$

ist der Zeitpunkt, in dem die Körperposition berechnet wird.
$t_0$

ist der Anfangsmoment.
$a$

ist die Beschleunigung des Körpers.

Geschwindigkeit

Wenn sich ein Körper mit konstanter Beschleunigung bewegt, ändert sich die Geschwindigkeit gleichmäßig mit der Zeit. Die Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt ist also gleich der Anfangsgeschwindigkeit plus der Beschleunigung des Körpers mal der verstrichenen Zeit.

Daher lautet die Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit bei konstanter Beschleunigung :

$v=v_0+a\cdot (t-t_0)$

Gold:

$v$

ist die Geschwindigkeit des Körpers zu einem bestimmten Zeitpunkt.
$v_0$

ist die Anfangsgeschwindigkeit des Körpers.
$a$

ist die Beschleunigung des Körpers.
$t$

ist der Zeitpunkt, zu dem die Körpergeschwindigkeit berechnet wird.
$t_0$

ist der Anfangsmoment.

Andererseits gibt es auch eine andere Formel, die Geschwindigkeit mit Körperposition und Beschleunigung in Beziehung setzt. Diese Formel hat den Vorteil, dass die Zeit dort nicht auftaucht, sodass sie bei der Lösung bestimmter Probleme nützlich sein kann.

$v^2=v_0^2+2\cdot a \cdot (x-x_0)$

Gold:

$v$

ist die Geschwindigkeit des Körpers.
$v_0$

ist die Anfangsgeschwindigkeit des Körpers.
$a$

ist die Beschleunigung des Körpers.
$x$

ist die Position des Körpers zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsberechnung.
$x_0$

ist die Ausgangsposition des Körpers.

Beschleunigung

Wenn die Beschleunigung konstant ist, wird sie berechnet, indem die Geschwindigkeitsänderung (Δv) durch die Zeitänderung (Δt) dividiert wird. Die Formel für konstante Beschleunigung lautet also a=Δv/Δt.

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

Gold:

$a$

ist die Beschleunigung.
$\Delta v$

ist der Geschwindigkeitszuwachs.
$\Delta t$

ist ein Zeitschritt.
$v_f$

ist die Endgeschwindigkeit.
$v_i$

ist die Anfangsgeschwindigkeit.
$t_f$

ist der letzte Moment.
$t_i$

ist der Anfangsmoment.

konstante Beschleunigung und konstante Geschwindigkeit

Abschließend werden wir sehen, was der Unterschied zwischen einer Bewegung mit konstanter Beschleunigung und einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ist, da dies zwei Konzepte sind, die in der Physik zwei sehr unterschiedliche Arten von Bewegungen implizieren.

Wie wir im gesamten Artikel gesehen haben, führt eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung zu einer Änderung der Körpergeschwindigkeit. Genauer gesagt: Wenn die Beschleunigung konstant ist, ändert sich die Geschwindigkeit linear mit der Zeit.

Wenn andererseits die Geschwindigkeit eines Körpers konstant ist, bedeutet dies, dass seine Beschleunigung gleich Null ist. In der Physik gibt die Beschleunigung die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit an. Wenn sich die Geschwindigkeit also nicht ändert, ist die Beschleunigung Null.

Wie Sie sehen, hängen Beschleunigung und Geschwindigkeit zusammen, und wenn eine dieser Größen konstant ist, hat dies tatsächlich Konsequenzen für die andere. Um mehr zu erfahren, können Sie den folgenden Artikel auf unserer Website lesen:

➤ Siehe: Konstante Geschwindigkeit

Konstante beschleunigung

Was bedeutet es, dass die Beschleunigung konstant ist?

Beispiele für Bewegungen mit konstanter Beschleunigung

Formeln für Bewegung bei konstanter Beschleunigung

Position

Geschwindigkeit

Beschleunigung

konstante Beschleunigung und konstante Geschwindigkeit

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