Geschwindigkeit v = kurz:

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1 Mechanik 1 Gechwindigkeit Die Gechwindigkeit v gibt an, wie chnell ich ein Körper bewegt. Sie it fetgelegt durch: Gechwindigkeit v = zurückgelegter Weg dafür benötigte Zeit t übliche Einheiten: m km 1 oder 1 h kurz: v = t Umrechnung der Einheiten: km :3,6 m h 3,6

2 Mechanik 2 Muteraufgabe Gechwindigkeit Ein PKW benötigt für eine Strecke von 3,0 km eine Zeit von 90. a) Mit welcher Gechwindigkeit fährt da Auto? b) Wie lange braucht er für 400 m? c) Wie weit kommt er in 2,5 Minuten? a) Geg: = 3, 0 km = 3000m ; t = 90 Ge: v 3000 v = = m = 33 m = 120 km t 90 h b) Geg: = 400 m ; v = 33 m Ge: t 400 m t = = = 12 v m 33 c) Geg: t = 2,5 min = 150 ; v = 33 m Ge: m = v t = = m = 5, 0km 3,0 2,0 1,0 in km v t t in

3 Mechanik 3 Bechleunigung Die Bechleunigung a gibt an, wie chnell ich die Gechwindigkeit eine Körper ändert. Gechwindigkeitänderung v Bechleunigung a = dafür benötigte Zeit t kurz: v a = t Einheit: [a] = 1m m =1 2 Beipiel: Nimmt die Gechwindigkeit eine Auto pro Sekunde um 5,0 m/ zu, o beträgt die Bechleunigung a de Auto: 5m m a = = 5 2 1

4 Mechanik 4 Kraftbegriff Fetlegung Die Urache einer Bewegungänderung von Körpern bezeichnet man al Kraft. D.h., wenn ein Körper chneller bzw. langamer wird oder eine Bewegungrichtung ändert, mu eine Kraft wirken. Formelzeichen: F Einheit: 1 N (1Newton) Die Wirkung einer Kraft auf einen Körper it abhängig vom Angriffpunkt von der Richtung vom Betrag Dartellung al Pfeil Angriffpunkt Richtung Betrag

5 Mechanik 5 Mae, Kraft und Bechleunigung Je größer bei betimmter Mae m die wirkende Kraft F it, deto größer it eine Bechleunigung a. Je größer bei betimmter Kraft die Mae m it, deto kleiner it die Bechleunigung a. Allgemein gilt: F = m a m F Damit ergibt ich die Einheit der Kraft au der Einheit der Mae (kg) und der Einheit der Bechleunigung (m/ 2 ): m [F] = 1kg = 1 N (Newton) 2

6 Mechanik 6 Trägheit Trägheitatz Ein Körper bleibt in Ruhe oder behält Betrag und Richtung einer Gechwindigkeit bei, wenn keine Kraft auf ihn wirkt oder ich alle auf ihn wirkenden Kräfte gegeneitig aufheben. Beobachtung der Trägheit im täglichen Leben: Wirkung auf tehenden Fahrgat beim Anfahren und Bremen einer S Bahn Auffahrunfälle im Straßenverkehr

7 Mechanik 7 Kräftegleichgewicht Ein Körper befindet ich im Kräftegleichgewicht, wenn ich alle auf ihn wirkenden Kräfte gegeneitig aufheben. Der Körper verhält ich o, al ob er kräftefrei wäre, ein Bewegungzutand ändert ich nicht. F r R F r A F r G F r An Antriebkraft F r An Reibungkraft F r R Gewichtkraft F r G Auftriebkraft F r A

8 Mechanik 8 Wechelwirkunggeetz Übt ein Körper eine Kraft F auf einen anderen Körper au, o übt dieer gleichzeitig eine gleich große, aber entgegengeetzt gerichtete Kraft auf den erten Körper au. kurz: actio = reactio Da bedeutet, da Kräfte zwichen Gegentänden immer paarweie auftreten. Beipiel: F 1 F 2 Magnet Eientück Achtung: Wechelwirkungkräfte und da Kräftegleichgewicht durch zwei Kräfte dürfen nicht verwechelt werden. Wechelwirkungkräfte Kräfte haben den gleichen Betrag und ind entgegengeetzt gerichtet. Kräfte greifen an verchiedenen Körpern an. Kräftegleichgewicht Kräfte haben den gleichen Betrag und ind entgegengeetzt gerichtet. Kräfte greifen am gleichen Körper an.

9 Mechanik 9 Gewichtkraft Alle Körper ziehen ich aufgrund ihrer Mae gegeneitig an (Gravitationkraft). Die Stärke der Gravitationkraft hängt von der Mae der beteiligten Körper und ihrem Abtand voneinander ab (mit zunehmender Mae teigt ie, mit zunehmendem Abtand wird ie geringer). Spezialfall: Anziehungkraft durch die Erde = Gewichtkraft F G Die Gewichtkraft zeigt tet zum Erdmittelpunkt. Beim freien Fall zur Erde hin (d.h. ohne Luftwidertand) erfahren alle Körper die gleiche Bechleunigung. Sie beträgt im Mittel 9,8 m 2 und wird mit g (Erdbechleunigung oder Fallbechleunigung) bezeichnet. Damit gilt: F G = m g Beachte: Die Mae m it vom Ort unabhängig, die Gewichtkraft dagegen it ortabhängig.

10 Mechanik 10 Vektorielle Addition von Kräften Kräfteaddition und -zerlegung Kräfte, die den gleichen Angriffpunkt haben, können durch die reultierende Kraft eretzt werden. F 1 F 12 F 2 Die Kräfteaddition erfolgt mit dem Kräfteparallelogramm.

11 Mechanik 11 Kraft und Verformung Den Quotienten au der verformenden Kraft F und der Verformung (Dehnung oder Stauchung) bezeichnet man al Federhärte D. Kraft F Federhärte kurz : D Verformung N N mögliche Einheit von D: 1 oder 1 m cm Sonderfall: Für Schraubenfedern it die Federhärte eine Kontante. Hier gilt dann da o genannte Hooke che Geetz: F D= =kontant weichere Feder Dann gilt für da F--Diagramm: alle Mewerte liegen auf einer Nullpunktgeraden. härtere Feder F