P 16: Schnelligkeit - Geschwindigkeit

 1.9 Schnelligkeit - Geschwindigkeit

Wir wenden uns bald den beschleunigten Bewegungen zu. Da geht es um Änderungen von Geschwindigkeiten.

Da ist leider der deutsche Sprachgebrauch nicht einheitlich exakt.

Unter Geschwindigkeit sollte man den Geschwindigkeitsvektor v verstehen, also die Größe, in die auch die Richtung eingeht.

Wenn man nur den Betrag des Vektors meint, also darüber reden möchte, wie schnell ein Körper, unabhängig von seiner Richtung, ist, so sollte man von der Schnelligkeit v sprechen.

Das ist nicht immer üblich...und ich weiß auch nicht, ob ich das in diesem Blog durchhalte...

Aber es hilft, wenn man beim Lesen des Wortes Geschwindigkeit überlegt, ob der Vektor oder die Schnelligkeit gemeint ist.

Wir hatten mal das Beispiel der gleichförmigen Bewegung einer Sekundenzeigerspitze. Diese erfolgt mit konstanter Schelligkeit. Die Geschwindigkeit ändert sich aber ständig (weil ja der Vektor immer in andere Richtungen zeigt).

Obwohl also die Schelligkeit bleibt, gilt diese Kreisbewegung  als beschleunigte Bewegung.

Übrigens, im englischsprachigen Raum ist man oft konsequenter: Speed steht für Schnelligkeit und mit velocity meint man den Vektor.

Noch eine ergänzende Bemerkung zur Addition:

Addiert man Schnelligkeiten, so werden einfach Zahlen addiert: 30 km/h + 20 km/h = 50 km/h.

Addiert man Geschwindigkeit(svektoren), so werden die einzelnen Komponenten adddiert und zum neuen Geschwindigkeitsvektor zusammengesetzt: 

Diese einfachen Regeln gelten aber nur, wenn alle Schelligkeiten unter 10% der Lichtgeschwindigkeit liegen.

Aufgabe:

 

Zeichnet beide Vektoren in ein Koordinatensystem. 

a) Berechne die Summe und trage auch den Summenvektor ein.

b) Vektoren kann man auch durch "Kräfteparallelogramme" graphisch addieren. Überprüf das an diesem Beispiel. Dazu musst Du Pfeile verschieben.

Wenn Du alles richtig gemacht hast, stimmen Rechnung und Konstruktion überein.

c) Fasse die Vektoren als Geschwindigkeitsvektoren in m/sec auf. Wie groß sind die drei Schnelligkeiten?

Da passt was nicht...Wieso?

Gerne im Forum diskutieren....

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Und wir wenden uns den Beschleunigungen zu...

P12: Geschwindigkeiten haben Richtungen!

 1.7 Vektoren

1.7.1 Etwas Mathematik

Ich stelle euch den Vektorbegriff erst einmal an einem bekannten Beispiel vor. Wegen der besonderen Schreibweise, die der Blog-Editor nicht kann, muss ich das in Word schreiben und als Bilderfolge hier kopieren...

Überlege Dir weitere Größen, die Vektoren sind und weitere Größen, die Skalare sind.

 

Mehr zu Vektoren, aber nur für Spezialisten, Nerds oder Neugierige 

 

 Schauen wir uns das nochmal an, was wir jetzt verstehen müssen:

Da wir die Koordinatenachsen mit x und y bezeichnen, nehme ich jetzt a und b als Koordinaten:

a ist die x-Koordinatenangabe und b die y-Koordinatenangabe von Punkt oder Vektor.

Bitte die Skizze selbst ins Heft zeichnen und erläutern!

Kräfte und Geschwindigkeiten haben eine Richtung, deshalb sind sie Vektoren.

Bezeichnen wir einen Vektor mit mit v, so bezeichnen wir die Länge des Vektorpfeiles nur mit dem Buchstaben v. Wir sprechen manchmal statt von der Pfeillänge auch vom Betrag des Vektors.

Bei den Kräften war das einfach die Stärke der Kraft, unabhängig von der Richtung.

1.7.2 Vektorkomponenten

Ihr habt früher bestimmt Komponenten der Kraft konstruiert, vielleicht sogar berechnet.

Im Bild ganz oben im Post seht ihr das am Kräfteparallelogramm.

Das geht natürlich mit jedem Vektor:

a ist die x-Komponente unseres Vektors v und b die y-Komponente des Vektors v.

Wie kann man die Komponenten eines Vektors berechnen?

Schaut euch mal das folgende Bild an und sucht eine Antwort!

Auch hier: Selbst abzeichnen und erläutern.

Erklärt einmal, wie man wann aus einem Vektor dessen Komponenten bestimmen kann.

Da tauchen so Begriffe auf wie rechtwinkliges Dreieck, Gegenkathete, Ankathete, Hypotenuse....

 😭

 Und dann: Welche Bedeutung haben die Komponenten des Geschwinidigkeitsvektors?

Könnt ihr euch ein praktisches Beispiel und eine sinnvolle Rechenaufgabe dazu überlegen?

Wir reden im nächsten Post darüber...