Dieser Artikel erklärt, was Geschwindigkeit in der Physik ist. So finden Sie die Bedeutung von Geschwindigkeit in der Physik, wie Geschwindigkeit berechnet wird und ein konkretes Beispiel für ihre Berechnung.
Was ist Geschwindigkeit in der Physik?
In der Physik ist Geschwindigkeit eine skalare Größe, die die Entfernung mit der Zeit in Beziehung setzt. In der Physik ist Geschwindigkeit also als das Verhältnis der zurückgelegten Strecke zur verstrichenen Zeit definiert.
Um die Geschwindigkeit zu berechnen, muss daher die zurückgelegte Strecke durch das erforderliche Zeitintervall geteilt werden.
Ein schneller Körper bedeutet also, dass er in kurzer Zeit eine große Strecke zurücklegt. Mit anderen Worten: Je schneller ein sich bewegender Körper ist, desto mehr Distanz legt er in derselben Zeit zurück.
Wenn sich ein Körper beispielsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2 m/s bewegt, bedeutet dies, dass sich dieser Körper jede Sekunde 2 Meter bewegt. Nach einer Sekunde sind Sie also 2 Meter vorgerückt, nach zwei Sekunden 4 Meter, nach drei Sekunden 6 Meter usw.
Geschwindigkeitsformel
Die Geschwindigkeit ist gleich der zurückgelegten Strecke (d) geteilt durch die Zeitänderung (t). Um die Geschwindigkeit eines Körpers zu berechnen, müssen wir in der Physik also die vom Körper zurückgelegte Strecke durch die Zeit dividieren, die zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem Endzeitpunkt verstrichen ist (v=d/t).
Die Formel zur Geschwindigkeitsberechnung in der Physik lautet daher:
Die Geschwindigkeit wird in Längeneinheiten dividiert durch Zeiteinheiten ausgedrückt. Daher ist die Geschwindigkeitseinheit im Système International (SI) der Meter geteilt pro Sekunde (m/s).
Beachten Sie, dass die Berechnung der Geschwindigkeit anhand der zurückgelegten Strecke und nicht anhand der Verschiebung erfolgt. Obwohl sie manchmal gleich sein können, stimmt die zurückgelegte Strecke nicht immer mit der Verschiebung überein. Wir müssen daher wissen, wie wir diese beiden Konzepte unterscheiden können.
Geschwindigkeitsübung gelöst
- Ein Körper befindet sich zunächst in der Position x 1 = 2 m, nach einiger Zeit befindet er sich in der Position x 2 = 9 m und endet schließlich in der Position x 3 = 6 m. Wenn die gesamte Reise 8 Sekunden dauerte, wie hoch wäre dann die Geschwindigkeit des Körpers?
Die Endposition des Körpers liegt hinter seiner Zwischenposition. Um die Geschwindigkeit zu bestimmen, muss jedoch die gesamte zurückgelegte Strecke berücksichtigt werden. Wir berechnen also zunächst die im ersten Abschnitt zurückgelegte Strecke und dann den im zweiten Abschnitt zurückgelegten Raum.
Die zurückgelegte Gesamtstrecke ist also die Summe der beiden berechneten Strecken:
Schließlich verwenden wir die Geschwindigkeitsformel, um ihren Wert zu ermitteln:
Beispiele Geschwindigkeit
Nachdem wir die Definition von Geschwindigkeit in der Physik kennengelernt haben, werden wir einige Beispiele für gängige Geschwindigkeitswerte im Alltag sehen:
- 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
- Geschwindigkeit der schnellsten Schildkröte: 0,3 m/s
- Geschwindigkeit eines Elektrons: 0,001 m/s
Geschwindigkeit und Geschwindigkeit
In diesem Abschnitt werden wir sehen, was der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit ist, da es sich in der Physik um zwei verschiedene Konzepte handelt, die oft verwechselt werden.
Geschwindigkeit ist eine Vektorgröße, die die zeitliche Positionsänderung eines Körpers angibt. So wird Geschwindigkeit in der Physik als Quotient aus der Wegstrecke und der zwischen der Anfangs- und Endposition verstrichenen Zeitspanne definiert.
Daher besteht in der Physik der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit in der Entfernung, die Sie für die Berechnung benötigen. Die Geschwindigkeit wird aus der zurückgelegten Strecke berechnet, während die Geschwindigkeit aus der Verschiebung, also der Differenz zwischen der Endposition und der Anfangsposition, berechnet wird.
Somit ist die Geschwindigkeit eines Körpers immer gleich oder größer als seine Geschwindigkeit, da die von einem Punkt zu einem anderen zurückgelegte Strecke gleich oder größer als die Verschiebung zwischen diesen beiden Punkten ist.
Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit
Abschließend werden wir sehen, wie sich die Geschwindigkeit von der Winkelgeschwindigkeit unterscheidet, da es sich um zwei Arten von Geschwindigkeit mit völlig unterschiedlicher Bedeutung handelt.
In der Physik misst die Winkelgeschwindigkeit die Rotationsgeschwindigkeit eines Körpers, das heißt, die Winkelgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich ein Objekt dreht.
Daher besteht der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit darin, dass die Geschwindigkeit die pro Zeiteinheit zurückgelegte Strecke angibt, während die Winkelgeschwindigkeit den pro Zeiteinheit zurückgelegten Winkel angibt.