Physikquiz

Grundwissen beschleunigte Bewegung

1. Größen und Einheiten

Größe Formelzeichen Einheit Messgerät Bedeutung
Weg s

Meter,
1m

Lineal, Bandmaß Gibt an, wie weit zwei Punkte voneinader entfernt sind.
Zeit t Sekunde,
1 s
Uhr Gibt an, wie lange ein Vorgang dauert.
Geschwindigkeit v Meter je Sekunde,
Tachometer Gibt an, welcher Weg in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird.
Beschleunigung a Meter je Quadratsekunde
  Gibt an, um welchen Wert sich die geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit ändert.

2. Formeln und Gesetze

Weg-Zeit-Gesetz Der zurückgelegte Weg ist proportional zum Quadrat der dafür benötigten Zeit.
Geschwindigkeit-Weg-Gesetz Die erreichte Geschwindigkeit ist proportional zur dafür benötigten Zeit.
Definition der Beschleunigung

Die Beschleunigung ist der Proportionalitätsfaktor zum Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz. Sie gibt an, um welchen Wert sich die Geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit ändert.

zurückgelegter Weg

Der bei einer Beschleunigung zurückgelegte Weg ist die Hälfte der Beschleunigung multipliziert mit dem Quadrat der Zeit, in der diese beschleunigung stattfand.
Bedingungen:

  • Die Beschleunigung beginnt oder endet bei der Geschwindigkeit 0 (Stillstand)
  • Die Beschleunigung beginnt am Standort Null, es wurde also vorher kein Weg zurückgelegt.

Die Beschleunigungsdefinition umgestellt:

Die Veränderung der Geschwindigkeit ist die Beschleunigung multipliziert mit der Zeit, in der die Beschleunigung stattfindet.
Die für eine Beschleunigung benötigte Zeit ist die Geschwindigkeitsänderung durch die Beschleunigung.

3. Zusammenhänge

Jede Bewegung, bei der sich die Geschwindigkeit ändert, ist eine beschleunigte Bewegung.

Dazu zählen Bewegungen,

  • bei denen die Geschwindigkeit größer oder kleiner wird oder
  • bei denen sich die Richtung der Geschwindigkeit ändert (z.B. Kreisbewegung).

Bei der gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist der Weg proportional zum Quadrat der Zeit. "Der Weg wächst schneller als die Zeit."

Zahlenbeispiel:

Zeit t in Sekunden Weg s in Meter
0 0
1 1
2 4
3 9

Nach 2 s ist ein Weg von 4 m zurückgelegt, nach 3 Sekunden 9 m. In der 3 Sekunden wird also mehr Weg zurückgelegt als in den ersten drei Sekunden zusammen.

Bei der gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist die Geschwindigkeit proportional zur Zeit.

In gleichen Zeitabschnitten ändert sich die Geschwindigkeit um den gleichen Betrag.
Beispiel: Ändert sich die Geschwindigkeit in der 2. Sekunde von 2m/s auf 3 m/s, so ändert sich sich in der 3. Sekunde von 3 m/s auf 4m/s und in der 4. Sekunde von 4 m/s auf 5 m/s..

Die Beschleunigung gibt an, um welchen Betrag sich die Geschwindigkeit in einer Sekunde ändert.

Beispiel: a = 3 m/s²
Die Geschwindigkeit kann sich in einer Sekunde z.B. von 2 m/s auf 5 m/s oder von 7 m/s auf 10 m/s ändern.

Ist die Anfangsgeschwindigkeit größer als die Endgeschwindigkeit, wird die Beschleunigung negativ. Eine Bremsung ist eine negativ beschleunigte Bewegung.

Fällt ein Köper frei nach unten (freier Fall, ohne Berücksichtigung der Luftreibung), ist das eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Die Beschleunigung ist die Fallbschleunigung und beträgt etwa 10 m/s². (In Deutschland etwa 9,81 m/s², sie ist abhängig vom Ort.)

beschleunigte Bewegung

Aufgabe: Klicke bei jeder Frage die richtigen Lösungen an, es können mehrere sein.
Überprüfe danach die Eingaben.
1. Warum ist die Fallbeschleunigung keine Naturkonstante, die in Tafelwerken zu finden ist?

Die Fallbeschleunigung ist von dem Körper abhängig, der fällt.
Die Fallbeschleunigung lässt sich durch die Luftreibung nicht genau bestimmen.
Die Fallbeschleunigung hängt auf der Erde von der geografischen Breite und anderen Größen ab. Deshalb ist sie für jeden Ort der Erde verschieden. Auf anderen Himmelskörpern hat sie ganz andere Werte.

2. Das Diagramm beschreibt die Bewegung eines Körpers. Welchen Weg legt er in den 8 s zurück?

8 m
4 m
32 m
16 m

3. Zu der Bewegung eines Körpers wurde das Weg-Zeit-Diagramm aufgenommen. Welche Aussagen sind richtig?

Über das Vorzeichen der Beschleunigung lässt sich keine Aussage machen.
Der Körper bremst die ganze Zeit.
Der Körper bewegt sich stets mit positiver Beschleunigung.
Die Geschwindigkeit des Körpers ist immer positiv.

4. Welche Aussage passt zu der Angabe: "Die Beschleunigung beträgt 2 m/s²" ?

Die Geschwindigkeit ändert sich in jeder Sekunde um 2 m/s.
Die Geschwindigkeit ändert sich um 2 m/s.
Die Geschwindigkeit ändert sich auf 2 m/s.

5. Welche Aussagen über die Bewegung des Körpers sind richtig?

Der Körper wird erst langsamer und beschleunigt dann in Gegenrichtung.
Start- und Endpunkt sind gleich.
Die mittlere Geschwindigkeit ist Null.

6. Eine beschleunigte Bewegung liegt vor, wenn sich die Geschwindigkeit ändert. Was bedeutet "Änderung der Geschwindigkeit"?

Der Körper wird langsamer oder schneller.
Es kann sich der Betrag oder die Richtung der Geschwindigkeit ändern.
Der Körper wird schneller.

7. Was gibt die physikalische Größe Beschleunigung an?

Sie gibt an, um welchen Wert sich die Geschwindigkeit in einer Sekunde ändert.
Sie gibt an, wie groß die Geschwindigkeit ist.
Sie gibt an, wie schnell oder langsam ein Körper ist.
Die Beschleunigung gibt an, wie groß die Geschwindigkeit nach einer Sekunde ist.

8. Das Diagramm beschreibt die Bewegung von drei Körpern. Welcher Körper legt in der beobachten Zeit den größten Weg zurück?

Körper C
Alle drei legen den gleichen Weg zurück.
Körper B
Körper A.

9. Welche Aussagen für die Bewegung des Körpers sind richtig?

Die Beschleunigung des Körpers ist Null.
Der Körper hat konstante Geschwindigkeit.
Die Beschleunigung des Körpers ist positiv.
Der Körper bewegt sich mit 0,5 m/s.

10. Das Diagramm beschreibt die Bewegung von drei Körpern. Welche Aussage ist richtig?

Die Endgeschwindigkeiten sind bei allen drei Körpern gleich groß.
B hat die größte Endgeschwindigkeit.
C hat die größte Endgeschwindigkeit.
A hat die größte Endgeschwindigkeit.

Auswertung:

Erklärung:
richtige Antwort
falsche Antwort
wäre richtig gewesen