Geschwindigkeit ist ein wesentliches Konzept der Physik, das die Geschwindigkeit der zeitlichen Änderung der Position eines Objekts misst. Wenn die Geschwindigkeit eines Objekts in einer bestimmten Richtung gemessen wird, spricht man von Geschwindigkeit. Die zeitliche Änderung der Verschiebung wird auch als Geschwindigkeit bezeichnet. Sowohl Geschwindigkeit als auch Geschwindigkeit sind einander ziemlich ähnlich. Es besteht jedoch ein wichtiger Unterschied darin, dass die Geschwindigkeit eine Vektorgröße ist, die sowohl Größe als auch Richtung hat. Und Geschwindigkeit ist eine skalare Größe, die nur eine Größe hat. Somit ist die Geschwindigkeit ein Maß dafür, wie viel Zeit ein Körper benötigt, um ein Ziel mit Richtung zu erreichen.
Inhaltsverzeichnis
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- Geschwindigkeitsdefinition
- Geschwindigkeitsarten
- Anfangs- und Endgeschwindigkeit
- Wie finde ich die Endgeschwindigkeit?
- Konstante Geschwindigkeit
- Geschwindigkeitsformel
- Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit
- Winkelgeschwindigkeit
- Fluchtgeschwindigkeit
- Gelöste Beispiele zur Geschwindigkeit
Wenn sich beispielsweise zwei Objekte in die gleiche Richtung bewegen, ist es einfacher zu erkennen, je schneller sie sind. Wenn die Bewegungsrichtung der beiden Objekte jedoch entgegengesetzt ist, ist es schwierig, das schnellste zu identifizieren. In solchen Situationen ist das Konzept der Geschwindigkeit von wesentlicher Bedeutung.
Geschwindigkeitsdefinition
Geschwindigkeit ist definiert als die Änderungsrate der Position des Objekts in Bezug auf einen Bezugs- und Zeitrahmen
Geschwindigkeit ist ein vektorielles Maß für die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung. Einfach ausgedrückt ist Geschwindigkeit die Geschwindigkeit, mit der sich etwas in eine bestimmte Richtung bewegt. Die Geschwindigkeit eines Autos, das auf einer Hauptstraße nach Norden fährt, und die Geschwindigkeit einer Rakete, die in den Weltraum platzt, können beide anhand der Geschwindigkeit gemessen werden. Wie zu erwarten ist, stellt die skalare Größe (Gesamtwert) der Vektorgeschwindigkeit die Bewegungsgeschwindigkeit dar. In rechnerischer Hinsicht ist Geschwindigkeit der zeitlich erste Ausgang eines Ortes. Die Geschwindigkeit kann mit einer einfachen Formel aus Maß, Entfernung und Zeit berechnet werden.
Geschwindigkeitseinheit
- Die SI-Einheit für Geschwindigkeit ist MS (Meter pro Sekunde).
- Gleichzeitig kann die Geschwindigkeit in jeder Entfernungseinheit ausgedrückt werden. Andere Einheiten sind Meilen pro Stunde (mph), Kilometer pro Stunde (kph) und Kilometer pro Sekunde (km/s).
Geschwindigkeitsarten
Für jedes Objekt kann es verschiedene Arten von Geschwindigkeiten geben. Einige davon sind wie folgt:
- Gleichmäßige Geschwindigkeit
- Ungleichmäßige Geschwindigkeit
- Momentane Geschwindigkeit
- Durchschnittsgeschwindigkeit
Verstehen wir diese Geschwindigkeiten wie folgt:
Gleichmäßige Geschwindigkeit
Wenn ein Objekt in gleichen Zeiten gleiche Verschiebungen zurücklegt, wird seine Geschwindigkeit als gleichmäßige Geschwindigkeit bezeichnet. Ein Zug, der zwei Stunden lang mit einer konstanten Geschwindigkeit von 80 Kilometern pro Stunde (km/h) fährt, legt eine Strecke von 160 Kilometern (km) zurück. Dann ist die Geschwindigkeit eines Zuges, der mit 80 Kilometern pro Stunde fährt, ein Beispiel für eine gleichmäßige Geschwindigkeit.
Ungleichmäßige Geschwindigkeit
Wenn ein Objekt in gleichen Zeitintervallen ungleiche Verschiebungen zurücklegt, wird seine Geschwindigkeit als ungleichmäßige Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn zum Beispiel ein Auto mit 30 km/h auf einer belebten Straße fährt, dann auf einer Autobahn auf 80 km/h beschleunigt und dann in einem Vorort auf 50 km/h abbremst, dann spricht man von einem Auto, das keine Geschwindigkeit hat -gleichmäßige Geschwindigkeit.
Momentane Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit eines beliebigen Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt oder über einen sehr kurzen Zeitraum wird als Momentangeschwindigkeit bezeichnet. Stellen wir uns ein Auto vor, das mit einer konstanten Geschwindigkeit von 100 km/h auf einer Autobahn fährt, und der Fahrer, der auf den Tachometer schaut, um seine Geschwindigkeit zu sehen, ist ein Beispiel für die momentane Geschwindigkeit in diesem Moment.
Durchschnittsgeschwindigkeit
Bei einem sich bewegenden Objekt mit einer bestimmten Geschwindigkeit wird die pro Zeiteinheit zurückgelegte Gesamtstrecke als Durchschnittsgeschwindigkeit dieses Objekts bezeichnet. d.h.,
Durchschnittliche Geschwindigkeit = gesamte zurückgelegte Verschiebung / insgesamt benötigte Zeit
Nehmen wir an, eine Person läuft eine Strecke von 4 km in einer Stunde und dann weitere 2 km in 30 Minuten. Die Durchschnittsgeschwindigkeit für die gesamte Fahrt beträgt 8 Kilometer pro Stunde (km/h).
Anfangs- und Endgeschwindigkeit
Anfangsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der die Bewegung des Objekts begann. Vereinfacht ausgedrückt wird die Geschwindigkeit in einem Zeitintervall t = 0 s als Anfangsgeschwindigkeit bezeichnet. Es wird durch das Symbol u dargestellt. Die SI-Einheit ähnelt der der Geschwindigkeit, d. h. m/s.
Endgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die das Objekt erreicht, wenn es die maximale Beschleunigung erreicht. Vereinfacht ausgedrückt wird die Geschwindigkeit, die das Objekt in einem bestimmten Zeitintervall erreicht, als Endgeschwindigkeit bezeichnet. Sie wird durch das Symbol v dargestellt. Die SI-Einheit der Anfangs- und Endgeschwindigkeit ist dieselbe, d. h. m/s.
Wie finde ich die Endgeschwindigkeit?
Befolgen Sie die folgenden Schritte, um die Endgeschwindigkeit des Objekts zu ermitteln.
Schritt 1: Die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts kann berechnet werden, indem man die zurückgelegte Gesamtstrecke durch die Zeit dividiert, die das Objekt für diese Strecke benötigt hat. In der Formel V = d/t ist V die Geschwindigkeit, d die Entfernung und t die Zeit.
Schritt 2: Indem Sie die Masse des Objekts durch seine Kraft dividieren und das Ergebnis dann mit der Zeit der Beschleunigung multiplizieren, können Sie seine Beschleunigung bestimmen.
Schritt 3: Um die Endgeschwindigkeit zu erhalten, addieren Sie die Beträge aus Schritt 1 und 2.
Konstante Geschwindigkeit
Die konstante Geschwindigkeit eines Objekts wird erreicht, wenn es eine konstante Geschwindigkeit in eine konstante Richtung hat. Hier beschränkt die konstante Richtung die Bewegung des Objekts auf einem linearen oder geraden Weg. Daher wird die konstante Geschwindigkeit dann als geradlinige Bewegung des Objekts mit konstanter Geschwindigkeit bezeichnet.
Eine der einfachsten Bewegungsformen ist die Bewegung des Objekts mit konstanter Geschwindigkeit. Eine solche ständige Bewegung kann immer dann beobachtet werden, wenn ein Objekt über eine horizontale Fläche gleitet.
Ein Fahrrad, das sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 km/h auf einer Kreisbahn bewegt, hat jedoch eine konstante Geschwindigkeit, aber keine konstante Geschwindigkeit, da sich seine Richtung entlang der Kreisbahn ändert.
Geschwindigkeitsformel
Es gibt verschiedene Formeln, um die Geschwindigkeit eines Objekts anhand verschiedener Parameter unter verschiedenen Bedingungen zu berechnen. Hier sind einige der wichtigsten Formeln zur Berechnung verschiedener Geschwindigkeiten:
Wenn die anfängliche (xich) und die Endposition (xF) eines Objekts zusammen mit dem Zeitintervall gegeben sind, kann die Geschwindigkeit berechnet werden als:
![]()
Nun kann anhand der Bewegungsgleichungen die Geschwindigkeit berechnet werden:
- Wenn Anfangsgeschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit angegeben sind, wird die Endgeschwindigkeit wie folgt angegeben:
![]()
Wo
- In ist die Endgeschwindigkeit,
- In ist die Anfangsgeschwindigkeit,
- A ist die Beschleunigung und
- T ist die Zeit, die das Objekt benötigt.
Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit
Geschwindigkeit und Geschwindigkeit sind Begriffe, die oft auf ähnliche Weise verwendet werden und daher für die meisten von uns etwas verwirrend sind. In der Praxis gibt es jedoch einen erheblichen Unterschied zwischen beiden Begriffen.
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Der Begriff Geschwindigkeit wird verwendet, um auszudrücken, wie schnell sich ein Körper bewegt. Die Geschwindigkeit drückt jedoch nicht nur die Geschwindigkeit aus, sondern gibt uns auch Auskunft über die Richtung, in die sich der Körper bewegt.
Somit, Geschwindigkeit ist einfach definiert als die Änderungsrate der Entfernung, die ein Objekt in einem bestimmten Zeitintervall zurücklegt. Während Geschwindigkeit als die Rate der Verschiebung eines Objekts in einem bestimmten Zeitintervall definiert ist. Dies impliziert, dass Geschwindigkeit eine Funktion der Entfernung und Geschwindigkeit eine Funktion der Verschiebung ist. Und am wichtigsten ist, dass die Geschwindigkeit nur eine Größe hat und daher eine skalare Größe ist, während die Geschwindigkeit sowohl eine Größe als auch eine Richtung hat und eine Vektorgröße ist. Darüber hinaus haben beide Größen die gleichen Einheiten und Dimensionsformeln.
Der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit in tabellarischer Form wird wie folgt angegeben:
| Geschwindigkeit | Geschwindigkeit |
|---|---|
| Die Änderungsrate der Entfernung, die ein Objekt in einem bestimmten Zeitintervall zurücklegt, wird als Geschwindigkeit bezeichnet. | Geschwindigkeit ist definiert als die Rate der Verschiebung eines Objekts in einem bestimmten Zeitintervall |
| Es ist nur eine Funktion der Entfernung. | Dabei handelt es sich lediglich um eine Funktion der Verschiebung. |
| Man sagt, dass Geschwindigkeit nur eine Größe hat, also ist sie eine skalare Größe | Während die Geschwindigkeit sowohl Größe als auch Richtung hat, ist sie eine Vektorgröße. |
| Die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts kann niemals negativ sein | Die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts kann Null sein. |
| Geschwindigkeit gibt an, wie schnell sich das Objekt bewegt. | Während die Geschwindigkeit angibt, wie schnell sich das Objekt in eine Richtung bewegt. |
Winkelgeschwindigkeit
Wenn die Winkelverschiebung und die Zeit angegeben sind, die das Objekt für eine Kreisbewegung benötigt, dann ist die Winkelgeschwindigkeit gegeben als:
![]()
Wo,
- Oh ist die Winkelgeschwindigkeit
- ich ist der Winkelverdränger
- T ist die Zeit, die das Objekt für die Kreisbewegung benötigt.
Fluchtgeschwindigkeit
Wenn die Masse des Objekts, das der Anziehungskraft der Erde entkommen ist (mit der Gravitationskonstante G), angegeben ist, dann ist die Fluchtgeschwindigkeit des Objekts wie folgt angegeben:
Wo,
- In Es ist ist die Fluchtgeschwindigkeit,
- G ist die universelle Gravitationskonstante (= 6,674 × 10-elfNm2/kg2),
- M ist die Masse des entkommenen Objekts und
- R ist der Abstand vom Massenmittelpunkt.
Zusammenfassung für Geschwindigkeitsformeln
Alle verschiedenen Formeln zur Berechnung verschiedener Geschwindigkeiten lauten wie folgt:
- v = s / t
- v = (x F - X ich )/ t = Δx / t
- v = u + at
- ω = θ / t
- In Es ist = √2Gm/r
Überprüfen Sie auch
- Distanz und Verschiebung
- Beschleunigung
- Geschwindigkeit und Geschwindigkeit
Gelöste Beispiele zur Geschwindigkeit
Beispiel 1: In einer Stunde kann ein Auto 550 km zurücklegen. Berechnen Sie seine Geschwindigkeit.
Lösung:
Gegeben,
- Verschiebung, s = 550 km = 550 × 103M
- Zeitaufwand, t = 1 h = 3600 s
Seit,
Geschwindigkeit = Weg / Zeit
v = 550 × 103/3600
= 152,77 m/s
Daher beträgt die Geschwindigkeit des Autos 152,77 m/s.
Beispiel 2: Ein Auto startet und legt in 10 s einen Weg von 40 m zurück. Berechnen Sie seine Geschwindigkeit.
Lösung:
Gegeben,
- Ausgangsposition, xich= 0 m
- Endposition, xF= 40 m
- Zeitaufwand, t = 10 s.
Seit,
v = xF- Xich/ T
Daher,
v = (40 m – 0 m) / 10 s
= 4 m/s
Daher beträgt die Geschwindigkeit des Autos 4 m/s.
Beispiel 3: Ein Spieler schlägt einen zunächst ruhenden Fußball und erreicht dabei die Beschleunigung von 20 ms -2 in der Zeit 5 s. Bestimmen Sie die Endgeschwindigkeit des Fußballs nach t = 5 s.
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Lösung:
Gegeben,
- Beschleunigung, a = 20 ms-2
- Anfangsgeschwindigkeit, u = 0 m/s
- Zeitaufwand, t = 5 s.
Seit,
v = u + at
Daher,
v = 0 m/s + 20 ms-2× 5 s
= 100 m/s
Somit beträgt die Endgeschwindigkeit des Fußballs nach t = 5 s 100 m/s.
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Beispiel 4: Bestimmen Sie die Winkelgeschwindigkeit der Kugel, die in 5 s in einer Kreisbewegung um einen Winkel von 30 Bogenmaß verschoben wird.
Lösung:
Gegeben,
- Winkelverschiebung, θ = 30 rad
- Zeitaufwand, t = 5 s
Da die Winkelgeschwindigkeit gegeben ist als:
ω = θ / t
Daher,
ω = 30 rad / 5 s
= 6 rad/s
Daher beträgt die Winkelgeschwindigkeit des Balls 6 rad/s.
Beispiel 5: Eine Person legt eine Strecke mit einer Endgeschwindigkeit von 20 m/s und einer Beschleunigung von 2 m/s zurück 2 in einer Zeit von 4 s. Berechnen Sie seine Anfangsgeschwindigkeit.
Lösung:
Gegeben,
- Beschleunigung, a = 2 ms-2
- Anfangsgeschwindigkeit, v = 20 m/s
- Zeitaufwand, t = 4 s.
Denn die Anfangsgeschwindigkeit ist:
u = v – bei
Daher,
u = 20 m/s – 2 ms-2× 4 s
= 12 m/s
Daher beträgt die Anfangsgeschwindigkeit der Person 12 m/s.
Beispiel 6: Wie groß ist die Fluchtgeschwindigkeit eines Objekts von der Erdoberfläche?
Lösung:
- Masse der Erde, m = 6 × 1024kg,
- Der Abstand des Objekts vom Massenmittelpunkt entspricht dem Erdradius, r = 6400 km = 6,4 × 106m, und
- Wert der Gravitationskonstante, G = 6,67 × 10−11Nm2/kg2.
Da die Fluchtgeschwindigkeit definiert ist als:
InEs ist= √2Gm/r
Daher,
InEs ist= √2 × 6,67 × 10−11×6 ×1024kg / 6,4 × 106M
= 11200 m/s
= 11,2 km/s
Daher beträgt die Fluchtgeschwindigkeit eines Objekts von der Erdoberfläche 11,2 km/s.
Geschwindigkeit – FAQs
Geschwindigkeit definieren.
Wenn die Geschwindigkeit eines Objekts in einer bestimmten Richtung gemessen wird, spricht man von Geschwindigkeit. Ein Beispiel für die Geschwindigkeit ist beispielsweise ein Auto, das sich mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h in Richtung Norden bewegt.
Wie wird die Geschwindigkeit gemessen?
Geschwindigkeit wird in Einheiten der Distanz pro Zeit gemessen, typischerweise Meter pro Sekunde (m/s) oder Kilometer pro Stunde (km/h). Es erfordert sowohl die Geschwindigkeit des Objekts als auch die Richtung seiner Bewegung.
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Was ist die Momentangeschwindigkeit?
Die Momentangeschwindigkeit ist definiert als die Geschwindigkeit eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie wird in m/s gemessen.
Was ist die Einheit der Geschwindigkeit?
Die SI-Einheit für Geschwindigkeit ist m/s (Meter pro Sekunde). Sie wird auch in Meilen pro Stunde (mph), Kilometer pro Stunde (km/h) und Kilometer pro Sekunde (km/s) gemessen.
Kann die Geschwindigkeit Null sein?
Ja, die Geschwindigkeit kann Null sein. Die Geschwindigkeit eines ruhenden Objekts ist immer 0.
Welche Arten von Geschwindigkeit gibt es?
Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Geschwindigkeiten: Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit. Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist die Gesamtverschiebung dividiert durch die insgesamt benötigte Zeit, während die Momentangeschwindigkeit die Geschwindigkeit eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt ist.
Kann Geschwindigkeit negativ sein?
Ja, die Geschwindigkeit kann negativ sein.
Welche Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit?
Zu den Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen können, gehören äußere Kräfte wie Schwerkraft, Reibung und Luftwiderstand sowie die Masse des Objekts, wenn die Kräfte unausgeglichen sind. Änderungen dieser Faktoren können zu einer Beschleunigung und damit zu einer Änderung der Geschwindigkeit führen.
Wie kann Geschwindigkeit negativ sein?
Die Geschwindigkeit eines beliebigen Objekts in die entgegengesetzte Richtung wird immer mit negativem Vorzeichen berücksichtigt.
Wenn die Geschwindigkeit konstant ist, beträgt die Beschleunigung ____.
Die Beschleunigung für eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit beträgt 0 m/s2da sich die Geschwindigkeit nicht ändert.
Wie unterscheidet sich Geschwindigkeit von Geschwindigkeit?
Während sowohl die Geschwindigkeit als auch die Geschwindigkeit messen, wie schnell sich etwas bewegt, umfasst die Geschwindigkeit auch die Richtung der Bewegung. Damit handelt es sich um eine vektorielle Größe, während die Geschwindigkeit eine skalare Größe ist, die nur die Größe der Bewegung darstellt.
Ist Geschwindigkeit eine Vektorgröße?
Ja, Geschwindigkeit ist eine Vektorgröße.
Warum ist Geschwindigkeit eine Vektorgröße?
Um die Geschwindigkeit eines Objekts zu definieren, benötigen wir sowohl die Größe als auch die Richtung, daher ist die Geschwindigkeit eine Vektorgröße.
Was ist die Durchschnittsgeschwindigkeitsformel?
Die Formel für die Durchschnittsgeschwindigkeit lautet:
Durchschnittliche Geschwindigkeit = gesamte zurückgelegte Verschiebung / insgesamt benötigte Zeit
Was ist der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit?
Die in einer bestimmten Richtung gemessene Geschwindigkeit wird als Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn sich ein Auto also mit 30 km/h bewegt, ist das die Geschwindigkeit des Autos, wenn sich das Auto jedoch mit 30 km/h in Richtung Norden bewegt, ist das die Geschwindigkeit des Autos.
