10 Bewegung 3 Bewegungsarten In Natur und Technik gibt es überall Bewegung. Wohin man schaut, bewegt sich etwas. Könnte man Atome sehen, so würde man feststellen, dass auch diese in Bewegung sind. Daher ist es wichtig, Bewegungsarten zu erkennen und diese genau zu beschreiben. Welche Körper bewegen sich von selbst und welche benötigen einen technischen Antrieb? Wenn du mit deinem Fahrrad zur Schule fährst, führst du damit sehr unterschiedliche Bewegungen aus. Wir wollen gemeinsam versuchen, die verschiedenen Bewegungsarten physikalisch richtig zu beschreiben. Solange du mit dem Fahrrad stehst, befindest du dich in Ruhe. Deine Geschwindigkeit (velocity) ist Null. Beim Anfahren wirst du schneller, deine Geschwindigkeit nimmt zu. Du führst eine beschleunigte Bewegung aus. Nach einiger Zeit können wir annehmen, dass sich deine Geschwindigkeit nicht mehr ändert. Dabei legst du in gleich langen Zeitabschnitten gleich große Wegstrecken zurück. Vor Kreuzungen musst du abbremsen und deine Geschwindigkeit verringern. Nun führst du eine verzögerte Bewegung aus. Am Ziel verringerst du deine Geschwindigkeit auf null und bist wieder in Ruhe. Je nach den Straßen- und Verkehrsverhältnissen führst du also abwechselnd eine gleichförmige, eine beschleunigte oder eine verzögerte Bewegung aus. Du veränderst dabei nicht nur die Größe (den Betrag) deiner Geschwindigkeit, sondern auch deine Fahrtrichtung. Die einfachste Bewegungsform ist die gleichförmige Bewegung, die geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird. Wir wollen sie nun etwas näher untersuchen. Versuch: Einige Schülerinnen und Schüler stellen sich am Gang oder auf der Laufbahn in gleichen Abständen (z. B. 3m) geradlinig auf (Abb. 3.1). Alle erhalten eine Stoppuhr. Auf ein Startsignal geht eine Person in gleichbleibendem Tempo an den anderen vorbei. Die einzelnen Schülerinnen und Schüler stoppen die Zeit, die vom Startsignal bis zu dem Augenblick, in dem die Person (unscharfe Person am rechten Bildrand) an ihnen vorbeigeht, vergangen ist. Die Messergebnisse werden in eine Tabelle eingetragen (Tab. 3.2). Länge der einzelnen Strecken in m Gesamtweg s in m Zeit t in s v = s/t in m/s 3 3 1 3 : 1 = 3 3 6 2 6 : 2 = 3 3 9 3 9 : 3 = 3 3 12 4 12 : 4 = 3 3 15 5 15 : 5 = 3 3.2 Tabelle der Messergebnisse bei einer gleichförmigen Bewegung Wie kann man Bewegung beschreiben? 3.1 Zeit-Weg-Messung 3.3 Zeit-Weg-Diagramm s in cm t in s 15 14 13 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10 1 2 3 4 5 7,5 2,5 3,3 1 ∆s Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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