Was versteht man unter Bewegung? Beobachten: Beschreiben: Ortsveränderung in einem bestimmten Zeitraum Messen: Objektivierte Darstellung durch Vergleiche mit allgemein gültigen Standards: Längenmaß, Zeitmaß Bezugssystem: Um von „Ruhe“ oder „Bewegung“ eines Körpers sprechen zu können, muss man sein Bezugssystem betrachten. Oft wird die Erde als Bezugssystem gewählt, für astronomische Bewegungen auch die Sonne. z.B.: Eine Person in einem fahrenden Zug ruht im Bezugssystem „Zug“, bewegt sich aber zum Bezugssystem „Erde“. Abbildung „Motorrad“: lizenzfrei aus Internet Bewegung

Maßsysteme Längenmaß seit 1983: Strecke des Lichts während des 299.793.458-ten Teils einer Sekunde Zeitmaß seit 1967: SI-Sekunde: 9192631730-fache Periode der Hyperfeinstruktur-Aufspaltung im Cs-Atom (Isotop 133Cs , 100% Vorkommen) DE=h n, Radio (RF) Frequenzen Spektrallinie bei n = 9,2 GHz mit Linienbreite 50 … 500 Hz Bewegung

Gleichförmige Bewegung Messung von Strecke und Zeit s s s Reset 0,38 s 0,76 s 0,19 s Abbildung „Zug“: lizenzfrei aus Internet Strecke s 0 m 1 m 2 m 4 m Zeit t nicht definiert 0,19 s 0,38 s 0,76 s Bewegung

Gleichförmige Bewegung Messwertetabelle Strecke s 0 m 1 m 2 m 4 m Zeit t nicht def. 0,19 s 0,38 s 0,76 s Quotient s/t 5,26 m/s Diagrammauswertung: Ursprungsgerade Proportionalität: ( t ~ s ) mathematische Umformung: Festlegung: Konstante heißt v: „Geschwindigkeit“ Formelgleichung v = s / t Die Geschwindigkeit eines Körpers beschreibt das Verhältnis von zurückgelegter Strecke s zur dafür benötigten Zeit t. Diagrammdarstellung Bewegung

Umrechnung von Geschwindigkeitseinheiten Umrechnung von in : Allgemein: Umrechnung von in : Bewegung

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Messungen einer beschleunigten Bewegung mit unterschiedlichen Streckenlängen s, aber gleicher Beschleunigung.  Eine mit der Beschleunigungszeit t anwachsende Geschwindigkeit v. Diagrammdarstellung t in s s in m v in m/s v/t in m/s² nicht definiert 1 1,5 2 6 3 4 24 54 9 8 96 12 Bewegung 6

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Darstellung im t-s-Diagramm Problem: Messmethode gibt nur die mittlere Geschwindigkeit zwischen zwei Orten an!  Abstände verkleinern und stückeln Aufteilung der Messstrecke in gleichlange Messabschnitte, d.h. Aufteilung in gleichlange Zeitintervalle (z.B. Videoaufnahme) Bestimmung der Momentangeschwindigkeit aus dem t-s-Diagramm: Die mittlere Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit am Mittelpunkt des Zeitintervalls. Aus den Geschwindigkeitswerten am Mittelpunkt des Zeitintervalls ein t-v-Diagramm erstellen Bewegung

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Darstellung der mittleren Geschwindigkeitswerte im t-v-Diagramm: Verbindungslinie als Ursprungsgerade: Die Konstante wird als Beschleunigung a bezeichnet: v = a · t Die Dreiecksfläche unter der Ursprungsgerade im (v,t) – Diagramm ist der zurückgelegte Weg s(t): s0 = ½ · v0 · t0 ; wird v0 noch durch a ausgedrückt (v0 = a ·t0): s0 = ½ · (a · t0) · t0 = ½ ·a · t0² v = a·t s = ½ a·t² v0 t0 allg.: s(t) = ½ a·t² für a = const. Bewegung

Unabhängigkeitsprinzip: Überlagerung von Bewegungen ohne wechselseitige Beeinflussung der Komponenten des Geschwindigkeitsvektors Video: Institut für Physik der Universität Augsburg: Das Multimediale Physikbuch 9 9

Unabhängigkeitsprinzip: Überlagerung von Bewegungen ohne wechselseitige Beeinflussung der Komponenten des Geschwindigkeitsvektors Video: Institut für Physik der Universität Augsburg: Das Multimediale Physikbuch 10 10