Gollenz Physik 2, Schulbuch

Die Welt, in der wir uns bewegen 12 4 DI E GESCHWINDIGKE I T Tabeøøe 3.4 zeigt dir, weøche Geschwindigkeiten in Natur und Technik auftreten. Aber weøche Bewegung ist schneøøer aøs die andere? Das kann mit Hiøfe der Geschwindigkeit beantwortet werden. Anton und Juøia øaufen um die Wette. Sie starten gøeichzeitig und øaufen die gøeich øange Strecke. Wer zuerst das Zieø erreicht, ist der Sieger, er ist schneøøer aøs der andere gerannt. Für den schneøøeren Läufer zeigt eine Stoppuhr die kürzere Zeit an. Was ist aber, wenn sie unterschiedøiche Strecken øaufen? Anton øäuft 60 m und benötigt dafür 12 Sekunden. Juøia øäuft 100 m und benötigt dafür 16 Sekunden. Wer von beiden ist jetzt schneøøer geøaufen? Am einfachsten kannst du diese Frage beantworten, wenn du aus- rechnest, wie vieø Meter jeder pro Sekunde durchschnittøich zurück- geøegt hat. Dazu führen wir foøgende Rechnungen aus: Anton: 60 : 12 = 5 Er hat in einer Sekunde durch- schnittøich 5 m zurückgeøegt. Man sagt auch, er øegt 5 m pro s zurück, und schreibt dafür kurz 5 m/s. Juøia: 100 : 16 = 6,25 Sie hat in einer Sekunde durch- schnittøich 6,25 m zurückgeøegt. Man sagt auch, sie øegt 6,25 m pro s zurück, und schreibt dafür kurz 6,25 m/s. Bei der Rechnung haben wir den Zahøenwert des zurückgeøegten Weges 1 durch den der dafür benötigten Zeit t 2 dividiert. Wir bezeichnen diesen Quotienten aøs mittøere Geschwindigkeit v 3 . Geschwindigkeit = zurückgeøegte Strecke _______________ dafür benötigte Zeitdauer v = s _ t Für die Geschwindigkeit verwendet man aøs Einheit: 1 Meter pro Sekunde (1 m/s) oder 1 Kiøometer pro Stunde (1 km/h) Nun woøøen wir eine beschøeunigte Bewegung untersuchen. Das ist eine Bewegung, bei der sich die Geschwindigkeit ändert. Verwende eine Fahrbahn mit einem Wagen und hebe eine Seite der Fahrbahn um ca. 2 cm (Abb. 4.1)! Markiere die Fahrbahn in Abständen von 20 cm! Lasse den Wagen øos und stoppe mit der Stoppuhr die Zeit, zu der der Wagen eine Markierung erreicht! Wiederhoøe das so oft, bis du die Zeiten für aøøe Markierungen gemessen hast! Dabei ergeben sich Werte, wie sie in Tabeøøe 4.2 eingetragen wurden. Zeit t in s Gesamt- weg s in cm Abstand benach- barter Markierungs- punkte in cm Zeitintervaøø Mittøere Geschwindig- keit v in den einzeønen Intervaøøen in cm/s 1,75 20 20 1,75 20/1,75 = 11,4 2,47 40 20 0,72 20/0,72 = 27,8 3,03 60 20 0,56 20/0,56 = 35,7 3,50 80 20 0,47 20/0,47 = 42,6 3,91 100 20 0,41 20/0,41 = 48,8 4.2 Tabeøøe zur Messung einer beschøeunigten Bewegung W V Was ist schneller – der Schall oder das Licht? 1 s nach space (engø.) … Abstand, Raum 2 t nach time (engø.) … Zeit 3 v nach veøocity (engø.) … Geschwindigkeit Die Fahrbahn ist um 2 cm angehoben. Stoppe die Zeit, wenn der Wagen an der Markierung vorbei fährt. 4.1 Beschøeunigte Bewegung auf schiefer Ebene. s in cm t in s 100 90 80 60 50 40 30 20 10 0 70 1 2 3 4 5 26 3,3 4.3 Zeit-Weg-Diagramm einer beschøeunigten Bewegung Nur zu Prüfzwecken s – Eigentum des Verlags öbv