Was versteht man unter Bewegung?

1. Was versteht man unter Bewegung? • Beobachten: • Beschreiben: • Ortsveränderung in einem bestimmten Zeitraum • Messen: • Objektivierte Darstellung durch Vergleiche mit allgemein gültigen Standards: Längenmaß, Zeitmaß • Bezugssystem: • Um von „Ruhe“ oder „Bewegung“ eines Körpers sprechen zu können, muss man sein Bezugssystem betrachten. Oft wird die Erde als Bezugssystem gewählt, für astronomische Bewegungen auch die Sonne. • z.B.:Eine Person in einem fahrenden Zug ruht im Bezugssystem „Zug“, bewegt • sich aber zum Bezugssystem „Erde“. Bewegung

2. Längenmaß 1m:seit 1983: Strecke des Lichts während des 299.793.458-ten Teils einer Sekunde Zeitmaß 1s:seit 1967: SI-Sekunde: 9192631730-fache Periode der Hyperfeinstruktur-Aufspaltung im Cs-Atom (Isotop 133Cs , 100% Vorkommen) Maßsysteme 133Cs -Atome (6s1 Elektronenkonfiguration) tragen ein magnetisches Dipolmoment. Dipole zeichnen sich (wie der Name schon sagt) durch zwei Pole aus. Der eine wird nach Norden gezogen, der andere nach Süden. Sofern das Feld homogen ist, sind beide Kräfte gleich groß und heben sich dadurch auf, d.h. es wirkt zwar ein ausrichtendes Moment auf den Dipol, jedoch keine resultierende Kraft. Bewegung

3. Maßsysteme Längenmaß 1m:seit 1983: Strecke des Lichts während des 299.793.458-ten Teils einer Sekunde Zeitmaß 1s:seit 1967: SI-Sekunde: 9192631730-fache Periode der Hyperfeinstruktur-Aufspaltung im Cs-Atom (Isotop 133Cs , 100% Vorkommen) DE = h n, Mikrowellenfrequenzen Spektrallinie bei n = 9,2 GHz mit Linienbreite 50 … 500 Hz Bewegung 3

4. Gleichförmige Bewegung Messung von Strecke und Zeit s s s 0,38 s 0,76 s 0,19 s Reset Strecke s 0 m 1 m 2 m 4 m Zeit t nicht definiert 0,19 s 0,38 s 0,76 s Bewegung

5. Gleichförmige Bewegung Messwertetabelle • Diagrammauswertung: • Ursprungsgerade Proportionalität: ( t ~ s ) • mathematische Umformung: • Festlegung: Konstante heißt v: • „Geschwindigkeit“ • Formelgleichung v = s / t • Die Geschwindigkeit eines Körpers beschreibt • das Verhältnis von zurückgelegter Strecke s • zur dafür benötigten Zeit t. Diagrammdarstellung Bewegung

6. Gleichförmige Bewegung:Beispiele und Anwendung Bewegung

7. Umrechnung von Geschwindigkeitseinheiten Umrechnung von in : Allgemein: Umrechnung von in : Allgemein: Bewegung

8. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Ds = 57,0 cm A Reset Reset Reset Reset 8 v0

9. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Messungen einer beschleunigten Bewegung mit unterschiedlichen Streckenlängen s, aber gleicher Beschleunigung.  Eine mit der Beschleunigungszeit t anwachsende Momentangeschwindigkeit v0. Diagrammdarstellung Bewegung 9

10. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung • Darstellung im t-s-Diagramm • Problem: Messmethode gibt nur die mittlere Geschwindigkeit zwischen zwei Orten an!  Abstände verkleinern und stückeln Aufteilung der Messstrecke in gleichlange Messabschnitte, d.h. Aufteilung in gleichlange Zeitintervalle (z.B. Videoaufnahme) • Bestimmung der Momentangeschwindigkeit aus dem t-s-Diagramm: Die mittlere Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit im Mittelpunkt des Zeitintervalls. • Aus den Geschwindigkeitswerten in den Mittelpunkten der Zeitintervalle ein t-v-Diagramm erstellen Bewegung

11. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Darstellung der mittleren Geschwindigkeitswerte im t-v-Diagramm: Verbindungslinie als Ursprungsgerade: Die Konstante wird als Beschleunigung a bezeichnet: v = a · t Die Dreiecksfläche unter der Ursprungsgerade im (v,t) – Diagramm ist der zurückgelegte Weg s(t): s0 = ½ · v0 · t0 ; wird v0 noch durch a ausgedrückt (v0 = a ·t0): s0 = ½ · (a · t0) · t0 = ½ ·a · t0² v = a·t v0 t0 allg.: s(t) = ½ a·t² für a = const. Bewegung

12. Unabhängigkeitsprinzip: Überlagerung von gleichformiger Bewegung und beschleunigter Bewegung (ohne wechselseitige Beeinflussung) 12