Material für geradlinige Bewegung
Bewegung ist ein Phänomen, das wir im Alltag ständig beobachten. Der Teilbereich der Physik, der sich mit Bewegung befasst, heißt Mechanik. Der Teilbereich der Mechanik, der die Bewegung eines Objekts beschreibt, ohne die Ursache der Bewegung zu berücksichtigen, heißt Kinematik . Umgekehrt heißt der Teilbereich der Mechanik, der die Ursachen der Bewegung untersucht und erklärt, warum sich Objekte so bewegen, wie sie es tun, Dynamik. In diesem Abschnitt wird jedes sich bewegende Objekt als Punkt betrachtet. Bewegt sich ein Punkt geradlinig, so beschreibt seine Bahn eine Gerade.
Ein Objekt bewegt sich geradlinig, wenn seine Bahn gerade ist. Ist seine Bahn gekrümmt, bewegt sich das Objekt nicht geradlinig. Die Bewegung eines Objekts, betrachtet man es als Teilchen, ist eindimensional. Eindimensionale Bewegungen können horizontal (parallel zur x-Achse) oder vertikal (parallel zur y-Achse) erfolgen.
Beispiel für eine Frage
1. Nationale Prüfungsfragen 2017
Schau dir das Bild an!
Die größte Strecke, die ein Objekt in einem Zeitintervall zurücklegt…
A. 0 s bis 10 s
B. 10 s bis 20 s
C. 20 s bis 30 s
D. 30 s bis 50 s
E. 50 s bis 70 s
Diskussion
Abstandsformel:
s = vt
Entfernung = schattierte Fläche.
Größte Entfernung = größte Fläche.
A. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100
B. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150
C. (30-20)(10-0) = (10)(10) = 100
D. (50-30)(10-0) = (20)(10) = 200
E (70-50)(10-0) + ½ (70-50)(30-10) = (20)(10) + ½ (20)(20) = 200 + (10)(20) = 200 + 200 = 400
Die richtige Antwort ist E.
2. Nationale Prüfungsfragen 2017
Ein nach oben bewegtes Teilchen gehorcht der Gleichung y = 8t – t² , wobei y und t in Metern bzw. Sekunden angegeben sind. Die Geschwindigkeit des Objekts bei t = 2 Sekunden beträgt…
A. 2 ms -1
B. 4 ms -1
C. 8 ms -1
D. 12 ms -1
E. 16 ms -1
Diskussion
y = 8t – t 2
v = 8 – 2t
Die Geschwindigkeit des Objekts zum Zeitpunkt t = 2 Sekunden:
v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 m/s.
Die richtige Antwort ist B.
3. Fragen der nationalen SMA/MA-Prüfung 2017
Schauen Sie sich die Geschwindigkeitsdatentabelle für die folgenden drei Objekte an!
Aus der Tabelle lässt sich schließen, dass das Objekt mit der größten Beschleunigung... ist.
A. Objekt A für t 1 – t 2
B. Objekt A für t 2 – t 3
C. Objekt B für t 1 – t 2
D. Objekt C für t 1 – t 2
E. Objekt C für t 2 – t 3
Diskussion
Objekt A: Die Geschwindigkeit des Objekts erhöht sich alle 2 Sekunden um 4 m/s oder alle 1 Sekunde um 2 m/s = 2 m/s 2.
Objekt B: Die Geschwindigkeit des Objekts erhöht sich alle 2 Sekunden um 5 m/s oder alle 1 Sekunde um 2,5 m/s = 2,5 m/s 2.
Objekt C: Die Geschwindigkeit des Objekts verringert sich alle 2 Sekunden um 2 m/s oder alle 1 Sekunde um 1 m/s = -1 m/s 2.
Die richtige Antwort ist C.
