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Lineare Bewegungen

Als gleichförmige lineare Bewegung ist eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ohne Richtungsänderung zu verstehen.

Ein paar Beispiele für lineare Bewegungen zeigen sich in Gepäckbändern nach dem Anlaufen, einer Rolltreppe oder eines Zuges, der gleichmäßig schnell auf einer geraden Strecke fährt. Nun stellt sich natürlich die Frage, wozu die Berechnung oder die Formel für eine lineare Bewegung gut sein soll?

Sie stellt die Grundlage für Messungen in Zeit und Entfernung dar. Das beste Beispiel für die Anwendung von Formeln zur Berechnung linearer Bewegungen zeigt sich im Navigationsgerät. Die Software der „Navis“ berechnet anhand von Algorithmen, ausgehend von der GPS-Position, dem installierten Kartenmaterial und der jeweiligen Geschwindigkeit, die Entfernung und die Zeit bis zur Ankunft am Ziel. Sobald sich die Geschwindigkeit ändert, wird die Berechnung entsprechend angepasst. Was der Mensch dabei auf dem Display als Straße sieht, ist für den Computer eine in Vektoren eingeteilte Linie. Jedem Vektor wird eine Konstante zugewiesen, wobei sich aus den verschieden langen Vektoren eine Start-Ziel-Linie summiert. Aus den Ergebnissen kann dann zusätzlich der Verbrauch des Fahrzeuges errechnet und angezeigt werden. Diese Vorausberechnung funktioniert, auch wenn gerade kein GPS-Signal geortet werden kann, da die wichtigen Messgrößen vorliegen.

In der Physik gehören die linearen Bewegungen zum Teilbereich Mechanik

In der Formel zur Berechnung einer linearen oder gleichförmigen Bewegung werden die Informationen Strecke, Geschwindigkeit, Zeit und Anfangsweg in Relation zueinander gesetzt. Nachfolgend eine allgemeine Formel mit der Erklärung zu den Formelzeichen:

s = v * t + s₀
"s" ist die Strecke in Meter [m]
"v" ist die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde [m/s]
"t" ist die Zeit in Sekunden [s]
" s₀"ist der Anfangsweg in Meter [m]

Wird der Anfangsweg weg gelassen, vereinfacht sich die Formel:
s = v * t

Um nun mit dieser Formel rechnen zu können, ist es wichtig, das die eingegebenen Parameter im richtigen Verhältnis stehen und nicht durch andere Maßeinheiten ersetzt werden. Strecke in Meter und nicht in Kilometer oder die Zeit in Sekunde und nicht in Minuten. Oft setzt das voraus, dass vor der Berechnung eine Umrechnung stattfindet, etwa so:

2,3 Kilometer sind 2300 Meter
Eine halbe Stunde sind 1800 Sekunden

Ein Beispiel:

V = 10m/s
T= 5s
s₀ = 0m
s = ?

s = v * t + s₀
s = 10m/s * 5s
s = 50m

Lineare Bewegungen werden auch als Diagramme dargestellt, gerade wenn es darum geht, mehrere lineare und gleichförmige Bewegungen, die Bestandteile einer Strecke sind, darzustellen:

In diesem Diagramm sind drei Teilstrecken enthalten. Der vertikale Pfeil zeigt an, wie viel m pro Sekunde, der horizontale Pfeil zeigt die Zeit in Sekunden an, bis die Geschwindigkeit geändert wurde. Die Strecke ist insgesamt 70 m lang.

Quizfragen zum Thema

1. In welche zwei Arten wird Bewegung unterscheiden?

   Gleichförmige Bewegung sowie ungleichförmige Bewegung.

2. Wie wird eine gleichförmige Bewegung definiert?

   Ein Körper legt in gleichen Zeitabständen gleich lange Strecken zurück.

3. Wie verhält sich bei einer gleichförmigen Bewegung die Geschwindigkeit?

   Die Geschwindigkeit verändert sich nicht.

4. Bei einer gleichförmigen Bewegung verhält sich die Beschleunigung wie?

   Die Beschleunigung ist Null.

5. Nenne einige Bespiele für lineare Bewegungen?

   Auto mit konstanter Geschwindigkeit, Rolltreppe, Gepäckband, Zug

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