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.)

Quiz gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Frage 1: Welcher Zusammenhang besteht bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung zwischen der Geschwindigkeit und der Zeit.

Geschwindigkeit und Zeit sind zueinander proportional.
Die Geschwindigkeit ist proportional zum Quadrat der Zeit.
Die Zeit ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.
Frage 2: Beim Freien Fall beträgt die Beschleunigung ungefähr 10 m/s². Wie groß ist der Weg, der in der ersten Sekunde des Falls zurückgelegt wird?

20 m
5 m
10 m
Frage 3: Was gibt die physikalische Größe Zeit an?

Die Zeit gibt an, wie spät es ist.
Die Zeit gibt an, zu welcher Zeit ein Experiment stattfindet.
Die Zeit gibt an, wie lange ein Vorgang dauert.
Frage 4: Welche Grundeinheit hat die physikalische Größe Geschwindigkeit?

m/s
Stundenkilometer
km/h
Frage 5: Eine beschleunigte Bewegung liegt vor, wenn sich die Geschwindigkeit ändert. Was bedeutet "Änderung der Geschwindigkeit"?

Es kann sich der Betrag oder die Richtung der Geschwindigkeit ändern.
Der Körper wird schneller oder langsamer.
Der Körper wird schneller.
Frage 6: Welche Einheit hat die physikalische Größe Zeit?

s
m
t
Frage 7: Wie ist die Einheit der Zeit?

t
m
s
Frage 8: Beim Freien Fall beträgt die Beschleunigung ungefähr 10 m/s². Wie groß ist die Geschwindigkeit nach 2 s?

20 m/s
10 m/s
25 m/s
Frage 9: Ein Fahrzeug beschleunigt gleichmäßig aus dem Stand heraus. Welchen Weg hat es nach der 3. Sekunde zurückgelegt?

Den dreifachen Weg, den es in der ersten Sekunde zurückgelegt hat.
Den neunfachen Weg, den es in der ersten Sekunde zurückgelegt hat.
Den vierfachen Weg, den es in der ersten Sekunde zurückgelegt hat.
Frage 10: Welche Umrechnung ist richtig?

1 km/h = 3,6 m/s
1 m/s = 3,6 km/h
Frage 11: Was beschreibt die physikalische Größe Beschleunigung?

Die Beschleunigung gibt an, wie groß die Geschwindigkeit nach einer Sekunde ist.
Die Beschleunigung gibt an, um wieviel sich die Geschwindigkeit in einer Sekunde ändert.
Die Beschleunigung gibt an, wie schnell ein Fahrzeug von 0 auf 100 km/h beschleunigt.
Frage 12: Welche Einheit hat die physikalische Größe Beschleunigung?

ms²
m/s
m/s²
Frage 13: Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Beschleunigung?

b
a
v
Frage 14: Welche Aussage passt zu der Angabe: Die Beschleunigung beträgt 2 m/s²?

Die Geschwindigkeit ändert sich in 2 Sekunden um 4 m/s.
Die Geschwindigkeit ändert sich um 2 m/s.
Die Geschwindigkeit ändert sich auf 2 m/s.
Frage 15: Was beschreibt die physikalische Größe Weg?

Der Weg gibt an, wie weit etwas entfernt ist.
Der Weg gibt an, wie groß die Entfernung zwischen zwei Punkten ist.
Der Weg gibt an, welche Strecke zurück gelegt werden muss.
Frage 16: Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Weg?

m
t
s
Frage 17: Ein Fahrzeug beschleunigt gleichmäßig aus dem Stand heraus. Welche Geschwindigkeit hat es nach der 3. Sekunde ?

Die sechsfache Geschwindigkeit wie nach der ersten Sekunde.
Die dreifache Geschwindigkeit wie nach der ersten Sekunde.
Die neunfache Geschwindigkeit wie nach der ersten Sekunde.
Frage 18: Was versteht man unter einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung?

Die Geschwindigkeit ändert sich nicht.
Die Geschwindigkeit ändert sich in gleichen Zeiten um den gleichen Wert.
Die Geschwindigkeit wird größer.
Frage 19: In welcher Einheit wird die Geschwindigkeitsänderung angegeben?

m/s²
s/m
m/s
Diese Größe hat keine Einheit.
Frage 20: 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.