Gleichförmige lineare Bewegung

Umrechnung zwischen den wichtigsten Geschwindigkeitseinheiten m/s und km/h :

1 km/h = 1000m : 3600s = (1 : 3,6) m/s

Messung der Geschwindigkeit

Abstand vom Start zum Ziel

s

m

t

sv

„Geschwindigkeit = Weg/Zeit“

m s

Geschwindigkeit

Zeitdifferenz s t

Start Ziel2

[s] t

m s

Messung der Lichtgeschwindigkeit

Laser

Photomultiplier

Polarisationsfilter Pockelszelle

Halbdurchlässiger Spiegel

7,50 m

Spiegel

Zeit50 ns

Intensität am Photomultiplier

s

m 103

1050

50,72 89

v

Die Lichtgeschwindigkeit: Eine Naturkonstante

• Höchste Geschwindigkeit• Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer

Wellen • Betrag c = 299.792.458 m/s• Verändert sich nicht beim Übergang auf relativ

zueinander bewegte Koordinatensysteme: Thema der „Speziellen Relativitätstheorie“

Weg-Zeit-Gesetz

t

sv

Geschwindigkeit:

Gleichförmige Bewegung liegt vor, wenn in gleichen Zeitabschnitten gleiche Wegstücke zurückgelegt werden.

ts

Durchschnittsgeschwindigkeit

Beispiel einer nicht gleichförmigen Bewegung: Zug startet aus der Ruhe. Bei gleichen Zeitabschnitten werden die zugehörigen Wegstrecken immer länger.

Momentangeschwindigkeit

dt

ds

t

s

tv

0

lim

Geschwindigkeit:

Bei ungleichförmiger Bewegung spricht man von der momentanen Geschwindigkeit.

Anwendungen

Gleichmäßige Kreisbewegung

Winkelgeschwindigkeit [s-1=1Hz]

Umlaufdauer:

Umlauffrequenz:

2

T

2

f

Bahngeschwindigkeit [m/s]

Beispiele einer gleichmäßigen Kreisbewegung

Fragen zur Geschwindigkeit

1. Wie groß ist die Meerestiefe, wenn von einer Sonde am Schiffsrumpf das Echo eines Ultraschallimpulses mit 4s Verzögerung ankommt? Wie ändert sich das Ergebnis, wenn berücksichtigt wird, daß das Schiff mit 27kn fährt?

Schallgeschwindigkeit im Wasser: vS=1485m/s Schiffsgeschwindigkeit 1kn=0.514m/s

2. Eine Fledermaus fliegt mit einer Geschwindigkeit von 15m/s und sendet einen Ultraschallimpuls aus. Das Echo kommt mit einer Verzögerung von 0.04s zurück. Welche Entfernung hat die Fledermaus in diesem Augenblick vom Hindernis?

Schallgeschwindigkeit in Luft: vS=340m/s