Formeln der Bewegungsarten Physik?
Wie weiß man, wann man welche Formel verwendet?
z.B.:
s=v*t oder: s=a/2*t^2
weiteres Beispiel:
a=v/t oder: a=(2*s)/t^2
Danke im vorhinein.
4 Antworten
Grundsätzlich muss man in der Physik immer zuerst erkennen, in welche Kategorie ein Problem/Frage fällt. Ohne das ist man hoffungslos aufgeschmissen, weil man sonst nicht weiß, welchen Ansatz/welche Formeln man verwenden soll.
Und dann sucht man die Formeln raus, die zu den gegebenen und gesuchten Werten passen.
Bei den Formeln kommen zwei verschiedenene Kategorien in Frage und dementsprechend muss man die passenden Formeln wählen:
1) gleichförmige Bewegung: die Geschwindikeit v bleibt konstant, es findet keine Beschleunigung statt
s=v*t
2) gleichmäßig beschleunigte Bewegung:
es findet eine Beschleunigung statt, v ändert sich.
s=a/2*t^2
a=v/t
a=(2*s)/t^2
Da bist du etwas auf dem Holzweg.
a=v/t gehört in die Kategorie "beschleunigte Bewegung", siehe oben. Verwechselst du die vielleicht mit s = v * t?
a=v/t ist sogar etwas schlampig, aber üblich, denn eigentlich müsste es korrekt heißen:
a = Δv / Δt ..und dann sieht man auch sofort, dass es um eine Geschwindigkeitsänderung geht.
In deinem Beispiel:
v = 54 km/h = 54/3,6 m/s = 15 m/s
Aus dem Stand auf 15 m/s bedeutet: Δv = 15 m/s
in der Zeit Δt = 4 s
Damit ergibt sich:
a = Δv / Δt = 15 m/s / 4 s = 3,75 m/s^2
Aus dem Grundgesetz der Mechanik ergibt sich:
F = m * a = 1600 kg * 3,75 m/s^2 = 6000 (kg * m)/s^2 = 6000 N = 6 kN
Vielen Dank für deine schnellen und sehr guten Antworten :) :)
Ja, habe es wahrscheinlich mit s=v*t verwechselt. Das heißt ich nehme a=v/t oder a=(2*s)/t^2 je nachdem was gegeben ist.
Super! Vielen vielen Dank nochmal. Hast mir sehr geholfen :)
Kommt hald drauf an was du gegeben hast.
Wenn du eine Konstante Geschwindigkeit gegen hast dann s = v*t wenn du eine konstante Beschleunigung hast dann s = a*t²/2
Wenn die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung nicht konstant sind, kannst du keine dieser Formeln verwenden, dann musst du Integrieren.
Ok, Danke - werde ich mir nochmal anschauen. Auf das habe ich gar nicht geachtet, welche Einheit im Beispiel konstant ist.
"gleichförmig beschleunigte Bewegung"
Beschleunigung a=konstant
1) a=konstant nun 2 mal integrieren
2) V(t)=a*t+Vo Vo ist die Anfangsgeschwindigkeit bei t=0 (ist oft Vo=0)
3) S(t)=1/2*a*t^2+Vo*t+So hier ist So der schon zurückgelegte Weg bei t=0 (oft So=0)
ist Vo=0 und So=0 ergibt sich
1) a=konstant
2) V(t)=a*t
3) S(t)=1/2*a*t^2
Beim Bremsvorgang ist a=negativ ergibt
1) a=negativ
2) V(t)=-a*t+Vo hier ist Vo die Geschwindigkeit,von der Abgebremst wird
3) S(t)=-1/2*a*t^2+Vo*t+So
Hinweis: Liegt eine Reaktionszeit vor,dann ist So=Vo*tr
tr =Reaktionszeit,bevor gebremst wird
Bremszeit aus 2) V(t)=0=-a*t+Vo ergibt t=Vo/a
in 3 ergibt den Bremsweg S(t)=-1/2*Vo^2/a+Vo*Vo/a=0,5*Vo^2/a
a braucht hier nur als Betrag eingesetzt werden (Zahlenwert ohne Vorzeichen),weil das Vorzeichen schon berücksichtigt wurde.
S0 war hier Null,weil keine Reaktionszeit vor den bremsen.
"gleichmäßige Bewegung" hier ist die Beschleunigung a=0
1) a=0
2) V(t)=V=konstant Körper wird weder "schneller" noch "langsamer" da ja a=0
3) S(t)=V*t+So hier So der schon vor der zeit t=0 zurückgelegte Weg
Hinweis: a(t) und V(t) und S(t) sind über die "Differentialrechnung" und "integralrechnung" miteinander verbunden
Hat man die "Beschleunigungs-Zeit-Funktion a(t)=... so erhält man V(t) und S(t) durch Integration.
Hat man die "Weg-Zeit-Funktion" S(t)=... so erhält man V(t) und a(t) durch die Ableitung.
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Das hängt davon ab, was gegeben ist und was
du suchst. Wenn ein Stein von einem Haus fällt
und du suchst die Geschwindigkeit nach 5sec,
brauchst du die Formel
v = a*t
Denn a ist konstant, t ist gegeben und v
wird gesucht.
Hallo nochmal:
Ich habe noch eine Frage bezüglich eines Beispiels.
Das Beispiel lautet:
Welche Antriebskraft ist erforderlich, um ein Fahrzeug mit 1600kg in 4s aus dem Stand auf 54 kmh zu beschleunigen?
In der Lösung wird die Formel a=v/t verwendet. Diese Formel verwendet man aber, wenn die Geschwindigkeit konstant ist, was im Beispiel aber nicht der Fall ist weil sich die Geschwindigkeit von 0 auf 54 ändert. Warum wird dann diese Formel verwendet?