Dieser Artikel erklärt, was Verschiebung in der Physik ist. So erfahren Sie, wie Sie die Verschiebung berechnen, eine gelöste Verschiebungsübung und schließlich den Zusammenhang zwischen der Verschiebung und anderen kinematischen Konzepten.
Was ist Verschiebung in der Physik?
Unter Verschiebung versteht man in der Physik die Veränderung der Position eines Körpers. Mit anderen Worten: Die Verschiebung eines Körpers wird durch Subtrahieren seiner Endposition minus seiner Anfangsposition berechnet.
Die Verschiebungseinheit im Internationalen System (SI) ist das Meter.
Das Symbol für die Verschiebung ist Δx. In der Physik wird die Verschiebung jedoch auch durch das Symbol Δr dargestellt.
Bedenken Sie, dass es in der Physik einen kleinen Unterschied zwischen dem Verschiebungsvektor und dem Konzept der Verschiebung gibt. Der Verschiebungsvektor ist der Vektor, der von der Anfangsposition des Körpers zu seiner Endposition verläuft. Wenn wir hingegen einfach von Verschiebung sprechen, beziehen wir uns auf den Modul des Verschiebungsvektors, also auf den Abstand zwischen der Endposition und der Anfangsposition.
Reiseformel
Die Verschiebung ist gleich der Differenz zwischen der Endposition (x f ) und der Anfangsposition ( xi ). Daher muss in der Physik zur Berechnung der Verschiebung eines sich bewegenden Körpers die Endposition des Körpers von seiner Anfangsposition subtrahiert werden (Δx=x f -x i ).
Die Formel zur Berechnung der Verschiebung in der Physik lautet also wie folgt:
Gold:
-
ist der Offset.
-
ist die Endposition.
-
ist die Ausgangsposition.
Wenn beispielsweise die Anfangsposition eines Körpers x i = 2 m und seine Endposition x f = 7 m beträgt, hat sich der Körper bewegt, weil er seine Position geändert hat, und genauer gesagt beträgt die Verschiebung des Körpers Δx = 7 – 2=5m.
Reise und zurückgelegte Distanz
In diesem Abschnitt wird der Unterschied zwischen Verschiebung und zurückgelegter Strecke eines sich bewegenden Körpers erläutert, da es sich um zwei physikalische Konzepte handelt, die oft verwechselt werden.
In der Physik bezieht sich die zurückgelegte Strecke auf die Länge, die ein Körper zurücklegt, um von einem Punkt zu einem anderen zu gelangen, d. h. die zurückgelegte Strecke ist der gesamte vom Körper zurückgelegte Weg.
Der Unterschied zwischen Verschiebung und zurückgelegter Distanz besteht also darin, dass die Verschiebung die Länge zwischen der Anfangsposition und der Endposition ist, andererseits ist die zurückgelegte Distanz die Gesamtlänge, die zurückgelegt wurde, um von der Anfangsposition zur Endposition zu gelangen.
Daher ist die zurückgelegte Strecke immer gleich oder größer als die Verschiebung, sodass die Verschiebung nicht größer als die zurückgelegte Strecke sein kann.
Konkretes Reisebeispiel
Sobald wir die Definition der Verschiebung und ihre Formel gesehen haben, werden wir ein konkretes Beispiel dafür sehen, wie die Verschiebung eines Körpers berechnet wird.
- Ein sich bewegender Körper bewegt sich geradlinig hin und her und durchläuft dabei folgende Positionen: x 1 =2 m, x 2 =3 m, x 3 =7 m, x 4 =5 m, x 5 = 8 m. Berechnen Sie die Verschiebung und die zurückgelegte Strecke des Körpers.
Die Verschiebung des Körpers lässt sich leicht ermitteln, indem man einfach die Endposition von der Anfangsposition abzieht:
![\begin{aligned} \Delta x&=x_f-x_i\\[2ex]\Delta x&=8-2\\[2ex]\Delta x&=6 \ m\end{aligned}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-962de84832c44632ca8ab4e141a5197e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Um hingegen die zurückgelegte Gesamtstrecke zu ermitteln, müssen Sie zunächst die Distanz zwischen den einzelnen Zwischenpositionen berechnen und dann alle berechneten Distanzen addieren. Daher berechnen wir die Länge zwischen den einzelnen Positionen:
Die Verschiebung Δx 34 ist negativ, denn wenn sich der Körper von der Position x 3 zur Position x 4 bewegt, bewegt er sich rückwärts, sodass das negative Vorzeichen nur anzeigt, dass sich der Körper rückwärts bewegt. Um jedoch die zurückgelegte Strecke zu berechnen, müssen wir den Wert auf positiv setzen, da dies eine Strecke mehr ist, als der Körper zurücklegt.
Somit entspricht die zurückgelegte Gesamtstrecke der Summe aller Distanzen zwischen den verschiedenen Positionen:
![\begin{aligned} d&=\Delta x_{12}+\Delta x_{23}+\Delta x_{34}+\Delta x_{45}\\[2ex]d&=1+4+2+ 3\\[2ex]d&=10 \ m\end{aligné}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-75161b21d49529e22ce839d59912931e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Bewegung und Geschwindigkeit
Abschließend werden wir sehen, was der Unterschied zwischen Verschiebung und Geschwindigkeit ist, da es sich um zwei verschiedene physikalische Konzepte handelt, die jedoch mathematisch miteinander verbunden sind.
Geschwindigkeit ist eine Größe, die die zeitliche Positionsänderung eines Körpers angibt. Mit anderen Worten: Geschwindigkeit ist die Änderung der Verschiebung pro Zeiteinheit.
Daher besteht der Unterschied zwischen Verschiebung und Geschwindigkeit darin, dass die Verschiebung die Positionsänderung angibt, während die Geschwindigkeit die Positionsänderung in Bezug auf die Zeit angibt.
Darüber hinaus hängen Weg und Geschwindigkeit mathematisch zusammen: Tatsächlich wird die Geschwindigkeit aus der Bewegung des Körpers berechnet. Wie das geht, können Sie sehen, indem Sie auf den folgenden Link klicken: