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Konstante Geschwindigkeit

Storyboard

Um die Entwicklung der Position im Laufe der Zeit zu beschreiben, muss man die Variation dieser im Zeitverlauf untersuchen.

Die Beziehung zwischen der Veränderung der Position entspricht der zurückgelegten Strecke in der verstrichenen Zeit, die, wenn durch diese Zeit dividiert, zur Geschwindigkeit wird.

Für eine endliche vergangene Zeit entspricht die Geschwindigkeit der Durchschnittsgeschwindigkeit während dieses Intervalls.

>Modell

ID:(608, 0)



Position

Bild

Die Position ($s$) eines Objekts in einem eindimensionalen System bezieht sich auf den Standort des Objekts in Bezug auf einen Referenzpunkt. Diese Lage wird als Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ursprungspunkt ausgedrückt. Diese Entfernung kann eine Gerade auf einem kartesischen Koordinatensystem sein oder einem gekrümmten Pfad folgen.

ID:(15, 0)



Ausgangsposition

Notiz

Die Ausgangsstellung ($s_0$) ist der Startort eines Objekts, bevor sich dieses bewegt. Diese Position wird als Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ursprungspunkt definiert. Diese Entfernung kann eine Gerade auf einem kartesischen Koordinatensystem sein oder einem gekrümmten Pfad folgen.

ID:(10302, 0)



Zurückgelegte Strecke

Zitat

Die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) eines Objekts wird gemessen, indem man die Entfernung zwischen zwei spezifischen Punkten entlang einer Trajektorie misst. Diese Trajektorie kann eine Gerade auf einem kartesischen Koordinatensystem oder ein gekrümmter Pfad sein. Die Entfernung wird berechnet, indem man die Länge der Trajektorie zwischen den beiden Start- und Endpunkten misst.

ID:(9495, 0)



Geschwindigkeit als Steigung der Positionskurve

Audio

Wenn die Verschiebung als eine Linie zwischen dem Ursprung O und dem Punkt A dargestellt wird:

Sieht man, dass eine Strecke in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wurde. Daher entspricht die Steigung der Grafik Strecke vs. Zeit der Geschwindigkeit.

Wenn die Steigung größer ist, bedeutet dies, dass eine Strecke in kürzerer Zeit zurückgelegt wird, was einer höheren Geschwindigkeit entspricht.

Wenn die Steigung kleiner ist, bedeutet dies, dass eine Strecke in längerer Zeit zurückgelegt wird, was einer niedrigeren Geschwindigkeit entspricht.

ID:(2239, 0)



Zeitpfaddiagramm mit horizontalem Segment

Video

Ein zweiter Fall sind horizontale Abschnitte im Weg-Zeit-Diagramm:

Wenn wir uns den Abschnitt AB ansehen, werden wir feststellen, dass sich der Weg trotz verstrichener Zeit nicht verändert hat. Das bedeutet, dass das Objekt angehalten ist. Daher entsprechen horizontale Abschnitte, die einer Nullsteigung entsprechen, Phasen, in denen die Geschwindigkeit null ist.

ID:(2241, 0)



Zeitpfaddiagramm für konstante Geschwindigkeit und Anfangszeit

Einheit

Für den Fall einer konstanten Geschwindigkeit und eines Anfangszeitpunkts kann die Position mit den Werten die Position ($s$), die Ausgangsstellung ($s_0$), die Konstante Geschwindigkeit ($v_0$), der Zeit ($t$) und der Startzeit ($t_0$) mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:

$ s = s_0 + v_0 ( t - t_0 )$



Die Gleichung entspricht einer geraden Linie mit:

• einer Steigung von die Konstante Geschwindigkeit ($v_0$)
• einem y-Achsenabschnitt bei die Ausgangsstellung ($s_0$) für der Startzeit ($t_0$)

wie unten dargestellt:

ID:(2243, 0)



Negative Steigung

Code

Im Fall eines Graphen mit einem Abschnitt negativer Steigung:

Liegt eine Situation vor, in der man von der Position B zur Position C zurückgekehrt ist, die sich in einer Entfernung von Null befindet. Mit anderen Worten, negative Steigungen bedeuten, dass man sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt, nicht weg vom Ursprung, sondern auf ihn zu.

ID:(2245, 0)



Paradoxon des Körpers in Ruhe

Fluss

Wenn sich ein Körper im "Ruhezustand" befindet, bedeutet dies, dass er im Ruhezustand bezüglich unseres Bezugssystems oder Koordinatensystems ist. Dieser "Ruhezustand" ist jedoch völlig relativ, das heißt, von einem Körper aus, der sich relativ zu unserem System bewegt, ist der "ruhende" Körper auch in Bewegung.

In diesem Sinne gibt es keinen "absoluten Ruhezustand", sondern nur einen relativ zum jeweiligen Bezugssystem. Deshalb ist im Allgemeinen jede Geschwindigkeitsmessung eine Messung im Verhältnis zu einem bestimmten Bezugssystem.

Wenn sich ein Körper zum Beispiel sehr langsam zu bewegen scheint, bedeutet dies nur, dass seine Geschwindigkeit der Geschwindigkeit des Bezugssystems, in dem die langsame Bewegung beobachtet wird, sehr ähnlich ist.

ID:(4405, 0)



Konstante Geschwindigkeit

Beschreibung

Um zu beschreiben, wie sich die Position im Laufe der Zeit entwickelt, ist es notwendig, deren Veränderung über die Zeit hinweg zu analysieren. Die Beziehung zwischen der Veränderung der Position entspricht der zurückgelegten Strecke in der verstrichenen Zeit, die, wenn man sie durch diese Zeit teilt, zur Geschwindigkeit wird. Die Definition der Geschwindigkeit geht davon aus, dass sich Position und Zeit gleichmäßig ändern. Ist dies nicht der Fall, entspricht die auf diese Weise definierte Geschwindigkeit der Durchschnittsgeschwindigkeit während dieses Zeitintervalls.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\Delta t$
Dt
Abgelaufene Zeit
s
$s_0$
s_0
Ausgangsstellung
m
$v_0$
v_0
Konstante Geschwindigkeit
m/s
$\bar{v}$
v_m
Mittlere Geschwindigkeit
m/s
$s$
s
Position
m
$t_0$
t_0
Startzeit
s
$t$
t
Zeit
s
$\Delta s$
Ds
Zurückgelegte Strecke in einer Zeit
m

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Mit die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) gleich die Position ($s$) und die Ausgangsstellung ($s_0$):

$ \Delta s = s - s_0 $



und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) ist gleich der Zeit ($t$) und der Startzeit ($t_0$):

$ \Delta t \equiv t - t_0 $



Die Gleichung f r die durchschnittliche Geschwindigkeit:

$ v_0 \equiv\displaystyle\frac{ \Delta s }{ \Delta t }$



kann geschrieben werden als:

$v_0 = \bar{v} = \displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t} = \displaystyle\frac{s - s_0}{t - t_0}$




somit ergibt sich, wenn man nach ihr aufl st:

$ s = s_0 + v_0 ( t - t_0 )$

(ID 3154)

Wenn man von die Ausgangsstellung ($s_0$) ausgeht und die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) berechnen möchte, muss ein Wert für die Position ($s$) festgelegt werden.

In einem eindimensionalen System erhält man die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$), indem man die Ausgangsstellung ($s_0$) von die Position ($s$) subtrahiert. Das ergibt:

$ \Delta s = s - s_0 $

(ID 4352)


Beispiele


ID:(608, 0)