Mechanik - Geschwindigkeit und Beschleunigung berechnen - M - Kompetenzraster Physik 9
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Mechanik - Geschwindigkeit und Beschleunigung berechnen - M - Kompetenzraster Physik 9
Geschwindigkeit und Beschleunigung berechnen
In diesem aiMOOC wirst Du lernen, wie man Geschwindigkeit und Beschleunigung berechnet, zwei grundlegende Konzepte in der Physik. Diese beiden Größen spielen eine wichtige Rolle, nicht nur in der klassischen Mechanik, sondern auch in der modernen Physik und sind entscheidend für das Verständnis von Bewegungen. Du wirst durch die Definitionen geführt, siehst Formeln und Anwendungsbeispiele und bekommst die Möglichkeit, Dein Wissen durch interaktive Aufgaben zu testen.
Grundlagen
Geschwindigkeit
Geschwindigkeit ist ein Maß dafür, wie schnell oder langsam ein Objekt sich bewegt. Sie wird definiert als die Strecke, die pro Zeiteinheit zurückgelegt wird, und ist eine vektorielle Größe, was bedeutet, dass sie sowohl eine Richtung als auch einen Betrag hat. Die Formel zur Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit
v= Δt Δs
wobei
s die Änderung der Position (Strecke) und
t die dazu benötigte Zeit ist.
Beschleunigung
Beschleunigung gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit eines Objekts ändert. Sie ist ebenfalls eine vektorielle Größe und wird definiert als die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit. Die Formel zur Berechnung der Durchschnittsbeschleunigung
a= t
- v
wobei v die Änderung der Geschwindigkeit und
t die Zeitdauer der Geschwindigkeitsänderung ist.
Anwendungsbeispiele
Um die Konzepte von Geschwindigkeit und Beschleunigung besser zu verstehen, betrachten wir einige alltägliche Beispiele:
- Ein Auto, das in 10 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigt, hat eine durchschnittliche Beschleunigung.
- Ein Läufer, der die 100-Meter-Strecke in 10 Sekunden zurücklegt, hat eine bestimmte Durchschnittsgeschwindigkeit.
- Die Beschleunigung eines fallenden Apfels, die durch die Erdgravitation verursacht wird.
Diese Beispiele zeigen, wie Geschwindigkeit und Beschleunigung in der realen Welt angewendet werden können.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist die Einheit der Geschwindigkeit? (m/s) (!km/h) (!m) (!s)
Wie wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet? (Strecke geteilt durch Zeit) (!Zeit geteilt durch Strecke) (!Beschleunigung mal Zeit) (!Geschwindigkeit mal Zeit)
Welche Größe gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit eines Objekts ändert? (Beschleunigung) (!Geschwindigkeit) (!Weg) (!Zeit)
Was benötigt man zur Berechnung der Durchschnittsbeschunigung? (Änderung der Geschwindigkeit und Zeitdauer) (!Geschwindigkeit und Strecke) (!Strecke und Zeit) (!Geschwindigkeit und Zeit)
In welcher Einheit wird Beschleunigung üblicherweise angegeben? (m/s^2) (!km/h^2) (!m/s) (!km/h)
Ein Auto beschleunigt von 0 auf 60 km/h in 5 Sekunden. Was ist seine durchschnittliche Beschleunigung? (3 m/s^2) (!12 m/s^2) (!60 m/s^2) (!5 m/s^2)
Welche Aussage über Geschwindigkeit ist wahr? (Sie hat sowohl Betrag als auch Richtung) (!Sie gibt die Zeit an, die ein Objekt für eine Strecke benötigt) (!Sie ist immer positiv) (!Sie kann nicht null sein)
Ein Objekt bewegt sich 30 Meter in 10 Sekunden. Was ist seine Durchschnittsgeschwindigkeit? (3 m/s) (!0,3 m/s) (!300 m/s) (!30 m/s)
Was passiert mit einem Objekt, wenn die Beschleunigung negativ ist? (Es verlangsamt sich) (!Es bewegt sich schneller) (!Es bewegt sich in die gleiche Richtung weiter) (!Es stoppt sofort)
Ein Läufer vollendet einen 100-Meter-Lauf in 10 Sekunden. Wie hoch ist seine Durchschnittsgeschwindigkeit? (10 m/s) (!1 m/s) (!100 m/s) (!0,1 m/s)
Memory
| Geschwindigkeit | Strecke pro Zeiteinheit |
| Beschleunigung | Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit |
| v = Δs/Δt | Formel für Durchschnittsgeschwindigkeit |
| a = Δv/Δt | Formel für Durchschnittsbeschleunigung |
| m/s^2 | Einheit der Beschleunigung |
Kreuzworträtsel
| geschwindigkeit | Ein Maß für die Bewegung eines Objekts |
| beschleunigung | Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts |
| vektor | Hat sowohl Betrag als auch Richtung |
| strecke | Wird in der Formel für Geschwindigkeit benötigt |
| zeit | Wird sowohl für Geschwindigkeits- als auch für Beschleunigungsberechnung verwendet |
| deltav | Änderung der Geschwindigkeit in der Beschleunigungsformel |
| deltast | Änderung der Strecke in der Geschwindigkeitsformel |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Zeichne ein Diagramm, das zeigt, wie die Geschwindigkeit eines Autos mit der Zeit zunimmt, wenn es beschleunigt.
- Untersuche Objekte in Deinem Umfeld und schätze ihre Geschwindigkeit.
Standard
- Erstelle ein Video, in dem Du die Geschwindigkeit und Beschleunigung eines von Dir gewählten Objekts erklärst.
- Entwickle ein Experiment, um die Beschleunigung eines fallenden Objekts zu messen.
Schwer
- Analysiere die Bewegung eines Pendels und berechne dessen Geschwindigkeit und Beschleunigung in verschiedenen Punkten seiner Bewegung.
- Erforsche, wie sich Luftwiderstand auf die Beschleunigung eines fallenden Blattes auswirkt und präsentiere Deine Ergebnisse.
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Lernkontrolle
- Erkläre den Unterschied zwischen Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit.
- Diskutiere, wie die Beschleunigung eines Objekts dessen Bewegung beeinflusst.
- Beschreibe ein realweltliches Beispiel, in dem negative Beschleunigung auftritt.
- Zeige auf, wie die Geschwindigkeit eines Objekts in einem v-t-Diagramm dargestellt wird.
- Erkläre, wie und warum die Beschleunigung eines fallenden Objekts durch den Luftwiderstand beeinflusst wird.
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