Grundwissen gleichförmige Bewegung
1. Größen und Einheiten
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Messgerät | Bedeutung |
|---|---|---|---|---|
| Weg | s | Meter, |
Lineal, Bandmaß | Gibt an, wie weit zwei Punkte voneinander 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. |
2. Formeln und Gesetze
| Weg-Zeit-Gesetz |  |
Der zurückgelegte Weg ist proportional zur dafür benötigten Zeit. |
| Definition der Geschwindigkeit |  |
Ein Proportionalitäsfaktor zum Weg-Zeit-Gesetz wird als Geschwindigkeit bezeichnet. Je schneller ein Körper ist, um so größer ist der Quotient aus Weg und Zeit. |
| Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz |  |
Bei einer gleichförmigen Bewegung bleiben Richtung und Betrag konstant, sind also immer gleich. |
Die Geschwindigkeitsdefinition umgestellt: |
||
 |
Der zurückgelegte Weg ist die Geschwindigkeit multipliziert mit der Zeit, in der die Bewegung abläuft. | |
 |
Die für eine Bewegung benötigte Zeit ist der Weg geteilt durch die Geschwindigkeit. | |
3. Zusammenhänge
Der zurückgelegte Weg und die dabei benötigte Zeit sind zueinander proportional. Das heißt, wenn sich der Weg verdoppelt, verdoppelt sich auch die dazu benötigte Zeit.
Der Proportionalitätsfaktor ist ein Maß für die Schnelligkeit des Körpers: die Geschwindigkeit.
Eselsbrücke: Von m/s in km/h mal 3,6, weil Kilometer mehr sind als Meter.
Beispiele:
Ein Grundschüler läuft die 60 m-Strecke in 15 s. Wie groß ist seine Geschwindigkeit?
Weg: 60 m
Zeit: 15 s
Wenn er die 60 m in 15 Sekunden schafft, kommt er in einer Sekunde 60/14=4 Meter weit. Seine Geschwindigkeit ist also 4 Meter je Sekunde.
Ein Fußgänger läuft mit 5 km/h eine halbe Stunde. Wie weit kommt er?
Geschwindigkeit: 5 km/h,
Zeit: 0,5 h (=30 min)
In einer Stunde würde er 5 km weit kommen. Da er nur eine halbe Stunde läuft, kommt er nur halb so weit, also 2,5 km.
Geschwindigkeit: 5 km/h,
Zeit: 0,5 h (=30 min)
In einer Stunde würde er 5 km weit kommen. Da er nur eine halbe Stunde läuft, kommt er nur halb so weit, also 2,5 km.
Ein Radfahrer fährt mit 20 km/h und will einen 7 km entfernten Ort erreichen. Wie lange benötigt er etwa?
Geschwindigkeit 20 km/h,
Weg: 7 km
In einer Stunde fährt er 20 km. In einer halben Stunde würde er 10 km weit fahren, in einer viertel Stunde nur 5 km.
Die 7 km liegen zwischen 5 km und 10 km, so dass die gesuchte Zeit etwa in der Mitte zwischen einer viertel und einer halben Stunde liegt. Das sind dann etwa mehr als 20 min.
Geschwindigkeit 20 km/h,
Weg: 7 km
In einer Stunde fährt er 20 km. In einer halben Stunde würde er 10 km weit fahren, in einer viertel Stunde nur 5 km.
Die 7 km liegen zwischen 5 km und 10 km, so dass die gesuchte Zeit etwa in der Mitte zwischen einer viertel und einer halben Stunde liegt. Das sind dann etwa mehr als 20 min.
Ein Auto fährt auf der Autobahn mit 120 km/h. Wie weit kommt es in einer Minute?
Geschwindigkeit: 120 km/h
Zeit: 1 Minute
Das Auto würde in einer Stunden 120 km fahren. Da eine Stunde 60 Minuten hat, muss das Auto in einer Minute 120km/60 Minuten= 2 Kilometer fahren.
Geschwindigkeit: 120 km/h
Zeit: 1 Minute
Das Auto würde in einer Stunden 120 km fahren. Da eine Stunde 60 Minuten hat, muss das Auto in einer Minute 120km/60 Minuten= 2 Kilometer fahren.
Quiz gleichförmige Bewegung
Frage 1: Welche Einheit hat die physikalische Größe Weg?
t
m
s
Frage 2: Was beschreibt die physikalische Größe Weg?
Der Weg gibt an, wie groß die Entfernung zwischen zwei Punkten ist.
Der Weg gibt an, welche Strecke zurück gelegt werden muss.
Der Weg gibt an, wie weit etwas entfernt ist.
Frage 3: Welche Grundeinheit hat die physikalische Größe Geschwindigkeit?
km/h
m/s
Stundenkilometer
Frage 4: Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Geschwindigkeit?
v
g
m/s
Frage 5: Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Weg?
t
s
m
Frage 6: Welchen Weg legt ein Auto zurück, wenn es 1,5 Stunden mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h fährt?
80 km
160 km
120 km
Frage 7: Wie ist die Einheit der Zeit?
m
s
t
Frage 8: Welche Geschwindigkeit hat ein Auto, dass in 15 min eine Strecke von 20 km zurücklegt?
80 km/h
300 km/h
1,3 km/h
Frage 9: Wie groß ist die Geschwindigkeit 20 m/s in km/h?
5.6 km/h
72 km/h
20 km/h
Frage 10: Welche Einheit hat die physikalische Größe Zeit?
t
m
s
Frage 11: Was gibt die physikalische Größe Zeit an?
Die Zeit gibt an, wie spät es ist.
Die Zeit gibt an, wie lange ein Vorgang dauert.
Die Zeit gibt an, zu welcher Zeit ein Experiment stattfindet.
Frage 12: Wie lange braucht ungefähr ein Radfahrer, der mit einer mittleren Geschwindigkeit von 18 km/h unterwegs ist, um einen Weg von 65 km zu radeln?
ungefähr vier Stunden
ungefähr dreieinhalb Stunden.
ungefähr drei Stunden
Frage 13: Welche Einheit hat die physikalische Größe Zeit?
t
m
s
Frage 14: Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Zeit?
t
m
s
Frage 15: Welche Umrechnung ist richtig?
1 m/s = 3,6 km/h
1 km/h = 3,6 m/s
Frage 16: Wie heißt das Messgerät für die physikalische Größe Geschwindigkeit?
Barometer
Tachometer
Bandmaß
Frage 17: Bei schussstarken Fußballspielern erreicht der Ball eine Geschwindigkeit von 90 km/h. Welche Zeit braucht der Ball dann für 11 m (Elfmeter-Strafstoß)?
etwa eine zehntel Sekunde
etwa eine halbe Sekunde
etwa eine Sekunde
Frage 18: Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt unter normalen Umständen 333 m/s. Wie weit ist ein Gewitter entfernt, wenn man 5 s nach dem Blitz den Donner hört.
etwa anderhalb km
etwa 1 km
etwa 2 km
Frage 19: Wieviel Minuten hat eine und eine halbe Stunde zusammen?
90 min
80 min
100 min
Frage 20: Ein Motorradfahrer fährt in der Ebene 1 km mit 60 km/h. Nun kommt ein sehr steiler, kurvenreicher Berg mit einer 1 km langen Steigung, die er nur mit 30 km/h bewältigen kann. Wie schnell müsste er nach dem Gipfel den Berg herunterfahren (1 km langes Gefälle), um eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 60 km/h halten zu können?
75 km/h
120 km/h
90 km/h
unendlich schnell