Hey du! Hast du schon mal versucht, die Geschwindigkeit eines Objekts zu berechnen? Wenn ja, werden dir die Grundlagen vielleicht schon bekannt sein. Aber vielleicht hast du auch noch nie versucht, die Geschwindigkeit etwas zu berechnen und weißt nicht wirklich, wo du anfangen sollst. Keine Sorge, das ist gar nicht so schwer! In diesem Artikel werden wir dir zeigen, wie du die Grundlagen der Geschwindigkeitsberechnung verstehen und anwenden kannst.
Na das ist ganz einfach. Du musst dir die Distanz und die Zeit merken, die du für die Strecke benötigt hast. Dann teilst du die Distanz durch die Zeit und hast deine Geschwindigkeit. Zum Beispiel: Wenn du 10 km in 2 Stunden gefahren bist, dann teilst du 10 durch 2 und du hast eine Geschwindigkeit von 5 km/h.
Berechnung der Geschwindigkeit: v = s/t (m/s oder km/h)
Die Geschwindigkeit eines Objekts, z.B. eines PKW, lässt sich anhand der zurückgelegten Strecke und der benötigten Zeit ermitteln. Diese Formel lautet: v = s / t und wird als Streche/Zeit in Einheiten wie beispielsweise m/s oder km/h angegeben. Die Geschwindigkeit kann somit sehr leicht berechnet werden, indem man die zurückgelegte Strecke durch die benötigte Zeit teilt. Bei einer zurückgelegten Strecke von z.B. 20 km und einer benötigten Zeit von 1 Stunde entspräche das einer Geschwindigkeit von 20 km/h.
Momentanbeschleunigung a(t): Beschleunigung und Geschwindigkeit verstehen
Du hast schon mal etwas von der Momentanbeschleunigung a(t) gehört? Sie ist eine wichtige Größe der Mechanik und liefert Informationen über Beschleunigung und Geschwindigkeit eines Körpers in einem bestimmten Zeitraum.
Sie ist die erste Ableitung der Geschwindigkeits-Zeit-Funktion v(t) nach der Zeit. Oder anders ausgedrückt: Die zweite Ableitung der Orts-Zeit-Funktion s(t). Übersetzt heißt das: Sie kann dir Aufschluss über die Steigung der Geschwindigkeits-Zeit-Funktion geben.
Wenn du mehr über die Momentanbeschleunigung erfahren möchtest, solltest du dich eingehender damit beschäftigen. So kannst du z. B. die Abhängigkeit von Beschleunigung und Geschwindigkeit verstehen.
Erklärung der Beschleunigung und des Beschleunigungsvektors
Die Beschleunigung, auch Beschleunigungsvektor genannt, ist definiert als die erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit. Mit anderen Worten: Man misst die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit. Sie ist somit auch die zweite Ableitung des Ortes nach der Zeit, denn je nach Geschwindigkeitsänderung bewegt man sich entweder in Richtung eines Zielpunktes oder weg von ihm. Beschleunigungen können positiv oder negativ sein – je nachdem, ob man sich verlangsamt oder beschleunigt. Man kann auch einen Beschleunigungsvektor definieren, der die Richtung der Beschleunigung angibt. Dies ist besonders nützlich, wenn man die Richtung ändern möchte, ohne die Geschwindigkeit zu ändern. Wenn man also ein Ziel erreichen möchte, ist es wichtig, dass man sowohl die Geschwindigkeit als auch die Richtung, in die man sich bewegt, überwacht.
Geschwindigkeit & Zeit berechnen: Wie weit bist Du gereist?
Willst Du herausfinden, wie weit Du schon gekommen bist, stellst Du die Formel s = v*t auf. Dann erhältst Du eine Aussage darüber, wie weit Du in einer bestimmten Zeit gefahren bist. Dazu multiplizierst Du einfach Deine aktuelle Geschwindigkeit mit der zurückgelegten Zeit. So erhältst Du ein Ergebnis darüber, wie weit Du schon gereist bist. Wenn Du eine Grafik aufzeichnest, kannst Du die Fläche unter der Kurve als Aussage über Deinen Weg interpretieren.
Erfahre, was ein Tachometer ist und wofür es verwendet wird
Du hast vielleicht schon mal von einem Tachometer gehört, aber weißt nicht so genau, worum es sich dabei handelt? Keine Sorge, das erklären wir Dir jetzt.
In der Regel besteht das Prinzip eines Tachometers darin, dass die Drehbewegung der Räder durch eine Welle (die so genannte Tachowelle) auf den Geschwindigkeitsmesser übertragen wird. So kann die Geschwindigkeit direkt abgelesen werden.
In den meisten Autos ist der Tachometer auch mit einem zusätzlichen Sensor verbunden, der die Drehzahl des Motors misst. Dieser Sensor sendet dann ein elektronisches Signal an den Tachometer, sodass man auch die Drehzahl ablesen kann.
Ein Tachometer ist also ein sehr nützliches Instrument, das es Dir ermöglicht, die Geschwindigkeit und Drehzahl Deines Autos zu kontrollieren und gegebenenfalls anzupassen. So kannst Du sicher sein, dass Du immer eine angenehme Fahrt hast und das Risiko von Motorschäden minimierst.
Springhöhe berechnen: Formel h=v²/(2g) erklärt
Du hast schon von der Formel h=v²/(2g) gehört? Diese Formel beschreibt, wie hoch ein Objekt springen kann, wenn es mit einer bestimmten Geschwindigkeit v vertreiben wird. Die Formel sagt also, dass die maximale Höhe h, die ein Objekt erreichen kann, von v und g abhängt. v ist dabei die Startgeschwindigkeit des Objekts und g die Erdbeschleunigung, die auf das Objekt wirkt. Mit anderen Worten: Je höher die Startgeschwindigkeit des Objekts ist und je niedriger die Erdbeschleunigung, desto höher kann das Objekt springen.
Berechne die Strecke mit der Strecke-Geschwindigkeits-Formel
Du möchtest wissen, wie weit du mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit zurückgelegt hast? Dann kann dir die sogenannte Strecke-Geschwindigkeits-Formel helfen. Sie lautet wie folgt: s = v · t + s0. Damit kannst du die Strecke berechnen, die du in einer bestimmten Zeit zurücklegen wirst. ’s‘ gibt in der Formel die Strecke in Metern [m] an, ‚v‘ die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde [m/s], ‚t‘ die Zeit in Sekunden [s] und ’s0′ den Anfangsweg in Metern [m]. Wenn du also z.B. 30 Sekunden lang mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s unterwegs bist und einen Anfangsweg von 0 m hast, dann kannst du mit der Formel errechnen, dass du 300 m zurückgelegt hast.
Geschwindigkeit berechnen: v = s/t
Die Formel für die Geschwindigkeit lautet v = s / t. Mit dieser Formel kann man leicht bestimmen, wie schnell sich ein Objekt bewegt. Um die Geschwindigkeit zu berechnen, muss man die Strecke durch die Zeit dividieren. Man kann zum Beispiel die Entfernung, die man in einer bestimmten Zeitspanne zurückgelegt hat, durch die Zeitspanne teilen, um die durchschnittliche Geschwindigkeit zu ermitteln.
Die Geschwindigkeit beschreibt also, wie schnell sich ein Körper in einer bestimmten Zeit bewegt. Dabei spielt es keine Rolle, in welcher Richtung sich der Körper bewegt. Ob er sich vorwärts, rückwärts oder seitwärts bewegt, ist irrelevant. Entscheidend ist nur, wie viele Meter der Körper in einer bestimmten Zeit zurücklegt. So kannst Du anhand der Formel v = s / t herausfinden, wie schnell sich etwas bewegt. Zum Beispiel wenn Du eine Strecke von zehn Kilometern in einer Stunde zurücklegst, beträgt Deine durchschnittliche Geschwindigkeit 10 km/h.
Impuls und Impulserhaltungssatz: Erklärung und Bedeutung
Der Impuls ist ein physikalisches Größe, die das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines Körpers darstellt und durch die Formel p → = m ⋅ v → beschrieben wird. Der Impulserhaltungssatz besagt, dass der Impuls in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt. Was das heißt? Bei einem abgeschlossenen System wird keine Energie oder Impuls hinzugefügt oder entfernt. Der Impuls eines Körpers bleibt somit immer gleich, solange keine externe Kraft auf ihn einwirkt. Das bedeutet, dass sich ein Körper, bei dem der Impuls erhalten bleibt, nicht ändert, es sei denn, es wird eine externe Kraft auf ihn ausgeübt.
Geschwindigkeit und Ort: Erklärung des Zeit-Geschwindigkeit-Gesetzes und des Zeit-Ort-Gesetzes
Du hast sicher schon mal von dem Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz und dem Zeit-Ort-Gesetz gehört. Beide Gesetze beschreiben, was passiert, wenn ein Körper sich beschleunigt – also aus der Ruhe heraus in Bewegung versetzt wird. Das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz besagt, dass v = a ⋅ t , das heißt die Geschwindigkeit ist gleich der Beschleunigung mal der Zeit, die für die Beschleunigung benötigt wird. Ähnlich verhält es sich mit dem Zeit-Ort-Gesetz, denn hier gilt s = 1 2 a ⋅ t 2 , wobei s für den Ort steht. Das bedeutet, dass der Ort, den man in einer bestimmten Zeit zurücklegt, gleich der halben Beschleunigung mal der Quadratzahl der Zeit ist.
Kinetische Energie: Berechnung und Einheiten
Du hast schon mal was von kinetischer Energie gehört? Kinetische Energie ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung hat. Sie ist proportional zu seiner Masse und zum Quadrat seiner Geschwindigkeit. Im Fachjargon heißt das, dass die kinetische Energie E k i n eines Körpers mit folgender Formel berechnet wird: E k i n = 1 2 ⋅ m ⋅ v 2. Die Einheit der kinetischen Energie ist das Joule. Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s bewegt, hat beispielsweise eine kinetische Energie von 12,5 Joule, wenn seine Masse 2 kg beträgt.
Mammutmarsch: 100 km in 24 Stunden erfolgreich meistern
Du willst an einem Mammutmarsch teilnehmen? Dann solltest du wissen, dass du 100 Kilometer in 24 Stunden zurücklegen musst. Der durchschnittliche Läufer joggt dabei in einer Geschwindigkeit von 10 km/h, während Wanderer halb so schnell sind, nämlich 5 km/h. Wenn du also mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 5 km/h unterwegs bist, würdest du dein Ziel nach 22 Stunden erreichen. Am besten bereitest du dich gut vor, indem du in deiner Freizeit regelmäßig läufst und an Wanderungen teilnimmst. Dann bist du auch sicher, dass du das Ziel erreichen wirst!
Fahrzeit berechnen: Länge & Geschwindigkeit beachten
Um zu ermitteln, wie lange man für eine bestimmte Strecke braucht, kann man die Länge des Streckenabschnitts durch die erlaubte Geschwindigkeit teilen. Dadurch erhält man die benötigte Fahrzeit in Stunden. Wichtig ist, die geltenden Geschwindigkeitsbeschränkungen zu beachten. Diese können nämlich je nach Straße oder Gebiet variieren. Vor allem in Städten ist die zulässige Höchstgeschwindigkeit meist auf 50 km/h begrenzt. Umso schneller kann man eine Strecke zurücklegen, desto geringer ist die insgesamt benötigte Fahrzeit.
Anhalteweg-Faustformel: Berechne den Anhalteweg deines Autos
Du hast mal wieder ein Problem mit deinem Auto? Dann kennst du sicherlich die Anhalteweg-Faustformel. Diese besagt, dass der Anhalteweg eines Autos proportional zur Quadratwurzel seiner Geschwindigkeit ist. Wenn ein Auto zum Beispiel 120 Kilometer pro Stunde fährt, dann beträgt der Anhalteweg 180 Meter. Um das zu berechnen, musst du die Geschwindigkeit durch 10 dividieren und das Ergebnis mit sich selbst multiplizieren. Anschließend multiplizierst du das Ergebnis erneut mit der Geschwindigkeit geteilt durch 10 und dann addierst du das Ergebnis mit dem Ergebnis der ersten Multiplikation. Dann hast du deinen Anhalteweg. In diesem Beispiel wäre das 120/10 * 120/10 + 120/10 * 3 = 180 Meter.
Erfahre, wie man Meter pro Minute misst und umrechnet
Du hast schon mal von Meter pro Minute gehört, aber weißt nicht wirklich, wie man es anwendet? Meter pro Minute ist eine relativ selten benötigte Maßeinheit, um Geschwindigkeiten zu messen. Beispielsweise entspricht ein Kilometer pro Stunde 16,67 Metern pro Minute. Außerdem entsprechen einem Meter pro Sekunde 60 Metern in der Minute. Wenn du also die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde kennst, kannst du sie schnell in Meter pro Minute umrechnen, indem du sie einfach durch 60 teilst.
Radarfalle erklärt: Wie sie funktioniert und worauf du achten musst
Du kennst sicherlich die sogenannten Radarfallen, die an vielen Straßen zum Einsatz kommen. Egal ob Auto, Rad oder Motorrad – sobald man in ein solches Gebiet hinein fährt, wird einem das Messgerät auf die Schliche kommen und die Geschwindigkeit erfassen. Wie das funktioniert? Ganz einfach: Das Radar-Gerät sendet elektromagnetische Wellen aus, die auf ein Fahrzeug treffen, wo sie reflektiert und die Frequenz verändern. Diese Veränderung kann dann vom Gerät gemessen und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden. Ein sehr präzises Verfahren, das zu Recht zur Überwachung von Geschwindigkeiten eingesetzt wird. Aber Achtung: Die Radarfallen sind oft nicht gut sichtbar und man sollte stets auf die vorgeschriebene Geschwindigkeit achten.
Radfahren: Verstehen und Berechnen der Geschwindigkeit
Du kennst es sicher auch: Wenn du mit dem Rad unterwegs bist, kannst du verschiedene Geschwindigkeiten erreichen. Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell oder wie langsam du fährst. Sie ist eine gerichtete physikalische Größe und hat damit in jedem Punkt deiner Fahrt einen bestimmten Betrag und eine bestimmte Richtung. Im Allgemeinen wird die Geschwindigkeit in Kilometern pro Stunde angegeben. Die Einheit von Geschwindigkeit ist Meter pro Sekunde. Mit anderen Worten: die Geschwindigkeit gibt an, wie weit du in einer Sekunde fährst. Wenn du also beispielsweise 50 km/h fährst, bedeutet das, dass du 50 Meter pro Sekunde zurücklegst.
Verstehe die verschiedenen Geschwindigkeitseinheiten
Du kennst bestimmt das Gefühl, wenn du mit dem Auto durch die Landschaft fährst. Du schaust auf den Tacho und siehst die km/h. Du fragst dich, wie schnell du eigentlich fährst. Aber weißt du auch, dass es noch andere Geschwindigkeitseinheiten gibt? Neben der Einheit km/h (Kilometer pro Stunde) gibt es auch noch zahlreiche andere Geschwindigkeitseinheiten, die in anderen Ländern verwendet werden. Sehr gebräuchlich ist noch m/s (Meter pro Sekunde). Wenn du dich als Europäer also im Ausland befindest, solltest du aufpassen, dass du nicht die falsche Einheit verwendest. In England und den USA wird die Geschwindigkeit im Meilen pro Stunde (mph) gemessen. Du siehst also, es lohnt sich, einmal nachzuschauen, in welcher Einheit die Geschwindigkeit angegeben wird. Denn so verhinderst du, dass du dich in der falschen Geschwindigkeit bewegst.
Geschwindigkeit umrechnen: km/h in m/s und m/s in km/h
Du hast eine Geschwindigkeit in km/h oder m/s und möchtest es in die andere Einheit umrechnen? Dann ist die Sache ganz einfach. Willst Du km/h in m/s umrechnen, musst Du die angegebene Zahl einfach durch 3,6 teilen. Willst Du hingegen m/s in km/h umrechnen, dann musst Du die Zahl mit 3,6 multiplizieren. Ein Beispiel hierfür: Die Geschwindigkeit von 80 km/h entspricht 22,2 m/s. Das machst Du ganz einfach, indem Du 80 durch 3,6 teilst. Solltest Du die bereits angegebene Geschwindigkeit von 22,2 m/s in km/h umrechnen wollen, dann multiplizierst Du sie einfach mit 3,6. 22,2 x 3,6 = 80 km/h. Ganz einfach, oder?
Umrechnen von m/s in km/h: Einfache Rechnung mit 3,6
Du hast schon mal etwas von Metern pro Sekunde und Kilometern pro Stunde gehört? Aber du weißt nicht, wie du die Werte ineinander umrechnen kannst? Kein Problem! Denn 10 m/s entsprechen 36 km/h. Der Trick dabei ist der Umrechnungsfaktor 3,6. Damit kannst du ganz einfach von m/s zu km/h und anders herum umrechnen. Zum Beispiel: Wenn du wissen willst, wie schnell du 50 km/h fährst, musst du nur den Faktor 3,6 nehmen und den Wert mit 50 multiplizieren. Dann hast du das Ergebnis von 50 km/h, das sind 13,9 m/s.
Fazit
Die Geschwindigkeit kannst du ganz einfach berechnen, indem du die Strecke, die du zurücklegst, durch die Zeit, die du dazu brauchst, teilst. Beispielsweise wenn du 100 Meter in 10 Sekunden läufst, dann ist deine Geschwindigkeit 10 Meter pro Sekunde.
Geschwindigkeit zu berechnen ist einfacher als Du denkst! Wenn Du weißt, wie man die richtigen Formeln anwendet, kannst Du schnell und einfach die Geschwindigkeit berechnen. Es lohnt sich also, die Grundlagen zu lernen und zu verstehen, um komplexere Aufgaben zu meistern. Probier es aus – Du wirst sehen, wie einfach es ist!
