Geschwindigkeit bezieht sich in der Physik auf die Vektorgröße, die die Variation der Position eines Objekts für jede Zeiteinheit angibt. Es ist ein entscheidendes Konzept für die Untersuchung der Kinematik von Objekten.
Was ist Geschwindigkeit?
In der Physik definieren wir Geschwindigkeit als eine physikalische Größe, die den Grad der Verschiebung eines Körpers in Bezug auf einen Punkt in einer bestimmten Zeit ausdrückt. Diese Variation wird im Raum ausgedrückt, daher ist es ein Vektorwert, der eine Größe und eine Richtung angibt.
Es gibt zwei Arten von Geschwindigkeit: durchschnittlich und augenblicklich. Die erste wird berechnet, indem die zurückgelegte Strecke durch die verstrichene Zeit dividiert wird, während die momentane Geschwindigkeit der Grenze entspricht, wenn das Zeitintervall gegen Null geht.
Einheiten im internationalen Einheitensystem sind Meter pro Sekunde (m/s), Kilometer pro Stunde (km/h) oder Meilen pro Stunde (mph).
Geschwindigkeitstypen: Linear und Winkel
Die lineare Geschwindigkeit ist eine abgeleitete physikalische Größe, die als Quotient zwischen der Verschiebung und der Zeit eines Objekts definiert ist, das seine Richtung nicht ändert.
Wenn sich jedoch ein Körper um eine Achse dreht, erscheint die Winkelgeschwindigkeit ω. Die Winkelgeschwindigkeit gibt die zeitliche Änderung der Winkelposition an.
Rotierende Körper haben zwei Arten von Geschwindigkeit: die Winkelgeschwindigkeit, die die Änderung des Winkels angibt, und die Tangentialgeschwindigkeit, die die lineare Geschwindigkeit mit einer Richtung tangential zur Krümmung in jedem Moment ist.
Geschwindigkeitsformeln
Geschwindigkeit ist definiert als die Änderung der Position eines Objekts in Bezug auf die Zeit.
Lineare Geschwindigkeitsformel
Die Formel für die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Objekts lautet:
v = Δx/Δt
Dabei gilt:
v steht für Geschwindigkeit.
Δx stellt die Positionsänderung oder die zurückgelegte Strecke dar (Endpositionsvektor minus Anfangspositionsvektor)
Δt repräsentiert die verstrichene Zeit.
Die Geschwindigkeit kann negativ sein, was bedeutet, dass sich das Objekt rückwärts bewegt. Es kann auch null sein, was bedeutet, dass sich das Objekt nicht bewegt.
Winkelgeschwindigkeitsformel
Zur Berechnung der mittleren Winkelgeschwindigkeit wird folgende Formel verwendet:
ω = 2π/T
Wo,
ω ist die Winkelgeschwindigkeit in Radianten pro Sekunde
T ist die Rotationsdauer in Sekunden (die Zeit, die das Objekt benötigt, um eine Umdrehung abzuschließen)
π ist die Konstante PI.
Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit gibt die Änderung der Position eines Objekts pro Zeiteinheit an. Die Variation der Position wird durch die Differenz zweier Vektoren bestimmt, daher ist die Geschwindigkeit ein Vektor, der die Richtung des Objekts angibt.
Andererseits bezieht sich Geschwindigkeit auf die physikalische Größe der Geschwindigkeit unabhängig von der Richtung. Die Geschwindigkeit sagt uns die Variation der zurückgelegten Strecke pro Zeiteinheit, aber wir haben keine Informationen über die Richtung und Position des Objekts.
Beispiele für Geschwindigkeiten
Abhängig davon, wie sich ein Objekt bewegt oder ob es einer Beschleunigung ausgesetzt ist, werden verschiedene Arten von Bewegungsbewegungen definiert:
Bei einer gleichförmigen geradlinigen Bewegung hat das Objekt eine konstante Geschwindigkeit und ändert die Richtung nicht.
Bei einer gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung ändert das Objekt nicht die Richtung, aber seine Geschwindigkeit variiert, weil es von einer konstanten Beschleunigung beeinflusst wird. In diesem Fall sind Anfangs- und Endgeschwindigkeit unterschiedlich.
Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung dreht sich das Objekt um eine Achse, erfährt jedoch keine Beschleunigung (weder winklig noch tangential).
Bei einer gleichmäßig beschleunigten Kreisbewegung dreht sich das Objekt um eine Achse und wird einer konstanten Beschleunigung ausgesetzt, die winklig oder linear sein kann.
