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Bewegung und Geschwindigkeit

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Jochen Kalt
Bewegung und Geschwindigkeit
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse

Grundlagen zum Thema Bewegung und Geschwindigkeit

Inhalt

Bewegung und Geschwindigkeit in der Physik

In diesem Text beschäftigen wir uns damit, was Bewegung und Geschwindigkeit sind. Wenn du mit dem Fahrrad oder dem Auto fährst oder vielleicht irgendwann einmal mit einer Rakete fliegst, dann bewegst du dich immer mit einer bestimmten Geschwindigkeit. In diesem Text wird darauf eingegangen, warum Bewegung und Geschwindigkeit zusammenhängen, was Geschwindigkeit ist und wie man sie messen kann.


Zusammenhang von Bewegung und Geschwindigkeit

Es gibt verschiedene Arten, sich zu bewegen. Eine Art ist es, zu Fuß zu gehen.

  • Immer wenn wir uns bewegen, machen wir das mit einer bestimmten Geschwindigkeit.

Auch wenn wir zu Fuß unterwegs sind, bewegen wir uns mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Zu Fuß ist man jedoch langsam unterwegs, die Geschwindigkeit ist gering. Schneller ist man zum Beispiel auf einem Fahrrad.

  • Wenn sich etwas schneller bewegt, dann hat es eine höhere Geschwindigkeit.

Mit dem Fahrrad hat man in der Regel eine höhere Geschwindigkeit als zu Fuß. Noch schneller als mit dem Fahrrad ist man mit dem Auto. Man muss dabei auch nicht selbst treten, der Motor erledigt die ganze Arbeit. Schneller als Autos sind Flugzeuge. Diese haben stärkere Motoren.

  • Wenn sich etwas geradeaus bewegt, ohne seine Geschwindigkeit zu ändern, so nennt man das eine gleichförmige geradlinige Bewegung.

Bei dieser gleichförmigen geradlinigen Bewegung spürt man gar nicht, dass man sich bewegt. Ändert sich die Richtung oder wird gebremst oder beschleunigt, so merkt man die Bewegung. Vielleicht ist dir das in einem Zug oder dem Auto schon einmal aufgefallen.


Was ist Geschwindigkeit und wie kann man sie messen?

Bewegt sich etwas schneller, so hat es eine höhere Geschwindigkeit. Fährst du dieselbe Strecke mit dem Fahrrad einmal sehr langsam und dann noch einmal sehr schnell, dann wirst du sehen, dass du in der schnellen Runde für dieselbe Strecke weniger Zeit benötigst.

  • Sich schneller zu bewegen, heißt, sich mit höherer Geschwindigkeit zu bewegen.

Hast du eine höhere Geschwindigkeit, dann benötigst du weniger Zeit, um dich von einem Ort zu einem anderen zu bewegen, als wenn du dich mit niedrigerer Geschwindigkeit bewegst.

Die Geschwindigkeit ist der zurückgelegte Weg geteilt durch die Zeit, die man dafür benötigt:

  • $\text{Geschwindigkeit} = \frac{\text{zurückgelegte Strecke}}{\text{benötigte Zeit}}$

Die Geschwindigkeit wird mit dem Formelzeichen $v$ abgekürzt. Die Strecke kannst du mit einem $s$ und die benötigte Zeit mit einem $t$ angeben. Daraus folgt die Formel für die Geschwindigkeit:

$v = \frac{s}{t}$

  • Legt man einen langen Weg in kurzer Zeit zurück, so ist die Geschwindigkeit hoch. Benötigt man für einen kurzen Weg viel Zeit, so ist die Geschwindigkeit niedrig.

Um die Geschwindigkeit zu messen, wird die zurückgelegte Strecke gemessen und durch die benötigte Zeit geteilt. Ein Messgerät, das die Geschwindigkeit misst, wird Tachometer, kurz Tacho, genannt. Ein Tachometer ist in jedem Auto eingebaut, damit man immer weiß, mit welcher Geschwindigkeit man gerade unterwegs ist. Auch für Fahrräder gibt es Tachometer.

Die Geschwindigkeit kann jedoch auch ohne Tachometer gemessen werden. Dafür muss bekannt sein, wie lang eine Strecke ist. Diese Information steht oft an Straßenschildern oder auf Straßenkarten. Dann wird die Zeit gemessen, die man benötigt, um diese Strecke zu fahren. Mithilfe der Formel kann die Geschwindigkeit berechnet werden. Dabei muss auf die Einheiten geachtet werden. Die Geschwindigkeit kann in Kilometer pro Stunde, kurz $\frac{\pu{km}}{\pu{h}}$, oder in Meter pro Sekunde, kurz $\frac{\pu{m}}{\pu{s}}$, angegeben werden. Ist die Strecke in Kilometern angegeben, dann muss die Zeit in Stunden gemessen werden. Ist die Strecke in Metern gegeben, so muss die Zeit in Sekunden gemessen werden.

Zusammenfassung Bewegung und Geschwindigkeit

Die folgenden Stichpunkte fassen das Wichtigste zu Bewegung und Geschwindigkeit in der Physik noch einmal zusammen.

  • Wenn sich etwas bewegt, macht es dies mit einer bestimmten Geschwindigkeit.
  • Umso schneller sich etwas bewegt, umso höher ist die Geschwindigkeit.
  • Bewegt sich etwas geradeaus ohne eine Änderung der Geschwindigkeit, so nennt man das eine gleichförmige geradlinige Bewegung.
  • Die Geschwindigkeit ist gleich der zurückgelegten Strecke geteilt durch die benötigte Zeit: $v = \frac{s}{t}$.
  • Ein Tachometer ist ein Messgerät, das Geschwindigkeiten misst.

Willst du dein Wissen gleich anwenden, dann findest du hier auf der Seite Übungen und Arbeitsblätter zum Thema Bewegung und Geschwindigkeit.

Transkript Bewegung und Geschwindigkeit

Hallo und herzlich willkommen. Heute werden wir uns damit beschäftigen, was Bewegung und Geschwindigkeit sind. Wenn du mit dem Fahrrad oder mit dem Auto fährst oder vielleicht irgendwann mal mit einer Rakete fliegst, dann bewegst du dich immer mit einer gewissen Geschwindigkeit. Um besser zu verstehen, was man darunter versteht, wirst du in diesem Video lernen, wie man sich fortbewegen kann und wie Geschwindigkeit und Bewegung zusammenhängen. Außerdem wirst du lernen, was die Geschwindigkeit genau ist und wie man sie messen kann. Und damit kann es auch schon gleich losgehen. Es gibt viele Arten, sich zu bewegen. Die einfachste ist, zu Fuß zu gehen. Sobald wir uns bewegen, machen wir das mit einer gewissen Geschwindigkeit. Auch, wenn wir zu Fuß unterwegs sind. Allerdings ist man zu Fuß ziemlich langsam unterwegs, die Geschwindigkeit ist gering. Schneller ist man zum Beispiel auf einem Fahrrad. Wenn etwas schneller ist, dann hat es eine höhere Geschwindigkeit. Mit dem Fahrrad hat man eine höhere Geschwindigkeit als zu Fuß. Deshalb überholen Fahrradfahrer die Fußgänger. Mit dem Auto ist man noch schneller als auf dem Fahrrad. Man muss ja auch nicht selbst treten. Der Motor erledigt die ganze Arbeit. Noch schneller als Autos sind Flugzeuge, die noch stärkere Motoren haben. Außerdem fliegen sie in der Luft und müssen keinen Straßen folgen. Sie können einfach geradeaus fliegen, auf dem kürzesten Weg zu ihrem Ziel. Wenn sich etwas geradeaus bewegt, ohne seine Geschwindigkeit zu ändern, so nennt man das eine gleichförmige geradlinige Bewegung. Bei einer solchen gleichförmig geradlinigen Bewegung spürt man gar nicht, dass man sich bewegt. Nur, wenn man die Richtung ändert oder bremst oder schneller wird, spürt man die Bewegung. In einem Flugzeug, das ohne Turbulenzen nur geradeaus fliegt, ist das „sich fortbewegen“ daher recht angenehm. Jetzt wirst du lernen, was die Geschwindigkeit ist und wie man sie messen kann. Wenn sich etwas schneller bewegt, hat es eine höhere Geschwindigkeit. Wenn du die gleiche Strecke mit einem Fahrrad einmal langsam und einmal ganz schnell fährst, dann wirst du sehen, dass du bei der schnellen Runde weniger Zeit für die gleiche Strecke brauchst. Sich schneller bewegen heißt: sich mit höherer Geschwindigkeit zu bewegen. Wenn du also eine hohe Geschwindigkeit hast, brauchst du weniger Zeit, um dich von einem Ort zu einem anderen zu bewegen, als wenn du dich mit niedrigerer Geschwindigkeit bewegst. Die Geschwindigkeit ist demnach der zurückgelegte Weg geteilt durch die Zeit, die man dafür braucht. Legt man einen großen Weg in kurzer Zeit zurück, so ist die Geschwindigkeit hoch. Braucht man allerdings für einen kurzen Weg viel Zeit, so ist die Geschwindigkeit klein. Um die Geschwindigkeit zu messen, misst man also den Weg, den man zurückgelegt hat und teilt ihn durch die Zeit, die man für den Weg benötigt hat. Ein Gerät, das das kann, nennt man Tachometer. Ein Tachometer ist in allen Autos eingebaut, damit der Fahrer immer weiß, in welcher Geschwindigkeit er gerade unterwegs ist. Wenn du das nächste Mal mit einem Auto mitfährst, kannst du den Fahrer ja mal fragen, wie schnell ihr gerade seid. Für Fahrräder gibt es auch Tachometer. Man kann die Geschwindigkeit, mit der man eine Strecke zurückgelegt hat, aber auch ohne Tachometer messen. Dafür musst du wissen, wie lang die Strecke ist. Die Strecken zwischen zwei Orten stehen oft an Straßenschildern. Dann fährst du sie ab und misst die Zeit, wie lange du brauchst. Die Zeit solltest du dabei in Stunden messen. Am Ende teilst du die Strecke durch die Zeit und schon hast du die Geschwindigkeit. So, was hast du heute gelernt? Immer, wenn sich etwas bewegt, tut es das mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Umso schneller sich etwas bewegt, umso höher ist die Geschwindigkeit. Wenn sich etwas geradeaus bewegt, ohne seine Geschwindigkeit zu ändern, so nennt man das eine gleichförmige geradlinige Bewegung. Die Geschwindigkeit ist gleich der zurückgelegten Strecke durch die Zeit, die man dafür benötigt hat. Um eine Geschwindigkeit zu messen, benutzt man ein Tachometer. Oder man misst die Zeit, die man für eine bekannte Strecke benötigt hat und teilt dann die Strecke durch diese Zeit. Das war es dann zum Thema „Bewegung und Geschwindigkeit“. Ich hoffe, du hast was gelernt. Tschüss und bis zum nächsten Mal.

58 Kommentare

58 Kommentare
  1. jo

    Von Peter, vor etwa 2 Monaten
  2. @F. Jeon Ganz streng genommen hast du da schon Recht. Aber das mit der Billardkugel ist hier so zu verstehen, dass die Kugel bei einem kräftigen Stoß so schnell beschleunigt wird und die Reibung auf dem Billardtisch so gering ist, dass sie in der Zeit zwischen Stoß und Aufprall (an der Bande) eine praktisch gleichbleibende Geschwindigkeit hat.

    Von Lukas Schwarz, vor 3 Monaten
  3. Hallo ich glaube bei den Übungen ist ein (kleiner) Fehler drin. Denn bei der Aufgabe 2 heißt es, dass die Billardkugel eine gleichförmige gradlinige Bewegung hat, welches ich aber nicht nachvollziehen kann. Denn wenn man die Kugel "anstupst", hat sie erstmal viel Schwung, wird aber mit der Zeit immer langsamer, bis sie eben keinen Schwung mehr hat, um weiter zu rollen. Aber da eine gleichförmige gradlinige Bewegung bedeutet, dass die Geschwindigkeit auch immer gleich bleibt (Siehe Video; 1:30) stimmt diese "Antwort" meiner Meinung nach nicht wirklich. Wäre vielleicht ganz gut, wenn das mal ausgebessert wird.

    Von F. Jeon, vor 5 Monaten
  4. war nicht das Richtige dabei - kraftumformende Einrichtungrn

    Von Leon Gärditz, vor etwa einem Jahr
  5. super video aber ich verstehe es leider nicht.

    Von Dianachyk, vor mehr als einem Jahr
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Bewegung und Geschwindigkeit Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bewegung und Geschwindigkeit kannst du es wiederholen und üben.
  • Ordne die folgenden Fortbewegungsmittel nach ihrer Geschwindigkeit.

    Tipps

    Überlege dir oder recherchiere typische Geschwindigkeiten der Fortbewegungsmittel.

    Lösung

    Am schnellsten ist das Flugzeug mit bis über 1000 Kilometer pro Stunde (km/h). Mit einem Auto kann man bis knapp über 300 km/h fahren, zum Beispiel in der Formel 1. Die maximale Geschwindigkeit auf einem Fahrrad beträgt etwa 50 km/h, bergab oder für Radprofis noch etwas schneller. Am langsamsten ist man zu Fuß: normales Gehen ca. 5 km/h, Rennen bis etwa 20 km/h.

  • Entscheide bei welchen Beispielen es sich um eine gleichförmige geradlinige Bewegung handelt.

    Tipps

    Überlege dir, bei welchen Beispielen sich Geschwindigkeit und Richtung nicht ändern.

    Lösung

    Der Fall des Apfels ist keine gleichförmige Bewegung, da er sich zuerst in Ruhe befindet und dann von der Erdanziehungskraft immer weiter beschleunigt wird. Je näher er dem Boden kommt, desto schneller wird er. Man nennt das den freien Fall.

    Die Bewegung der Erde um die Sonne ist keine geradlinige, sondern eine kreisförmige Bewegung, da sich die Erde (annähernd) auf einer kreisförmigen Bahn um die Sonne bewegt.

    Auto, Flugzeug und Billardkugel sind gleichförmige geradlinige Bewegungen. Hier ändern sich Geschwindigkeit und Richtung nicht.

  • Berechne die fehlenden Werte.

    Tipps

    Schaue dir nochmal die Formel für die Geschwindigkeit an.

    Lösung

    Bei den ersten beiden Aufgabenteilen ist die Geschwindigkeit gesucht, die sich aus Strecke geteilt durch Zeit berechnet:

    $ \begin{align} \frac{300~km}{3~h} &= 100~\frac{km}{h} \\ \frac{300~ km}{1,5~ h} &= 200~ \frac{km}{h} \\ \end{align} $

    Im dritten Teil ist die Zeit gesucht. Diese erhältst du, indem du Strecke durch Geschwindigkeit teilst:

    $ \begin{align} \frac{300~ km} {150~ \frac{km}{h}} &= 2~ h \end{align} $

    Wäre die Strecke gesucht, müsstest du die Geschwindigkeit mit der Zeit multiplizieren.

  • Berechne die Zeit, bis der Wanderer sein Echo hört.

    Tipps

    Beachte, dass du die angegebenen Werte zuerst in die gleichen Einheiten umrechnen musst. Am einfachsten ist es, wenn du die Entfernung von Kilometer in Meter umrechnest.

    Der Schall muss zur Felswand hin und wieder zum Wanderer zurücklaufen, damit dieser das Echo hören kann.

    Lösung

    Der Schall muss die Strecke vom Wanderer zum Berg und wieder zum Wanderer zurücklegen, damit der Wanderer das Echo hört. Das sind 2 mal 2 Kilometer, also 4 Kilometer bzw. 4000 Meter. Nun musst du nur noch die 4000 Meter durch die Schallgeschwindigkeit teilen, um die Zeit zu erhalten:

    $ \begin{align} \frac{4000~m}{342~ \frac{m}{s}} &= 11,70~s \end{align} $.

    Der Wanderer hört sein Echo nach 11,70 s.

  • Gib die richtigen Aussagen an.

    Tipps

    Rufe dir nochmal die Formel für die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung ins Gedächtnis und überlege, was sie für die Bewegungen der Läufer bedeutet.

    Lösung

    Die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung ergibt sich aus der Strecke geteilt durch die Zeit. Eine höhere Geschwindigkeit bedeutet also entweder, die gleiche Strecke in kürzerer Zeit oder eine größere Strecke in kürzerer Zeit zu schaffen.

    Also sind folgende Aussagen korrekt:

    Der schnellere Läufer braucht weniger Zeit, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen als der langsame

    und

    Der langsamere Läufer legt in der gleichen Zeit eine kleinere Strecke zurück als der schnellere.

  • Berechne, welcher Radfahrer als Erster ankommt.

    Tipps

    Lara fährt die eine Hälfte der Strecke langsam und die andere schnell. Moritz fährt die eine Hälfte der Gesamtfahrzeit langsam und die andere schnell. Überlege dir jeweils, ob es geschickter ist, die Fahrzeiten für die Teilstrecken getrennt zu berechnen oder nicht.

    Lösung

    Beide fahren eine Zeit lang mit 25 km/h und den Rest der Zeit mit 15 km/h.

    Lara fährt innerhalb der ersten Streckenhälfte 15 km mit 25 km/h. Das ergibt eine Fahrzeit von 0,6 Stunden also 36 Minuten. In der zweiten Streckenhälfte fährt sie die 15 km mit 15 km/h. Das ergibt eine Zeit von einer Stunde. Also braucht Lara insgesamt 96 Minuten bis Potsdam.

    Moritz fährt die eine Hälfte der Zeit langsam und die andere schnell. Da er die gleiche Zeit schnell und langsam fährt, können wir für die Berechnung der Gesamtfahrzeit einfach die Durchschnittsgeschwindigkeit der beiden Teilstrecken verwenden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist 25 km/h plus 15 km/h geteilt durch 2 also 20 km/h. 30 km geteilt durch 20 km/h ergibt eine Gesamtfahrzeit von 1,5 Stunden, also 90 Minuten.

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