Beschleunigung
Die Beschleunigung gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit eines Körpers ändert.
| Formelzeichen: | a |
| Einheit: | ein Meter je |
Die Beschleunigung ist eine gerichtete physikalische Größe, eine vektorielle Größe. Sie hat in jedem Punkt der Bewegung einen bestimmten Betrag und eine bestimmte Richtung.
Beschleunigungen in Natur und Technik
Nachfolgend sind Beschleunigungen angegeben, die in Natur und Technik auftreten.
| Vorgang | Beschleunigung in |
| Tennisball beim Abschlagen | 10 000 |
| Auto mit 50 km/h auf ein festes Hindernis | 340 ... 540 (je nach Wagentyp) |
| Schleudersitz bei einem Düsenjäger | 140 |
| Düsenjäger beim Kurvenflug | bis 90 |
| Astronaut beim Start einer Rakete | bis 60 |
| Gepard | bis 11 |
| Wegstoßen einer Kugel beim Kugelstoß | ca. 10 |
| fallender Stein | 9,81 |
| Auto beim scharfen Bremsen auf trockener Straße | bis 9 |
| Mindestwert beim Bremsen auf trockener Straße (TÜV-Festlegung) | 6 |
| Auto beim scharfen Bremsen auf nassem Beton | 4 |
| vorsichtige Betriebsbremsung beim PKW | 3 |
| mittlere Startbeschleunigung beim Sprint | 2,1 |
| Flugzeug (Jumbo-Jet) beim Start | 1,6 |
| Zug (ICE) beim Anfahren | 0,5 |
| anfahrender Güterzug | 0,1 |
Messen der Beschleunigung
Die Beschleunigung eines Körpers kann mit einem Beschleunigungsmesser gemessen werden. Solche Beschleunigungsmesser zeigen immer die jeweilige Beschleunigung (Augenblicksbeschleunigung oder Momentanbeschleunigung) an.
Berechnen der Beschleunigung
Die Beschleunigung eines Körpers kann berechnet werden mit der Gleichung:
Dabei bedeuten:
Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung (die Beschleunigung ist konstant) gilt die berechnete Beschleunigung für jeden Ort der Bewegung. Bei einer ungleichmäßig beschleunigten Bewegung (Beschleunigung ist nicht konstant) wird mit der Gleichung eine mittlere Beschleunigung (Durchschnittsbeschleunigung) berechnet.
Es gibt folgende weiteren Möglichkeiten, die Beschleunigung eines Körpers zu berechnen:
a) Sind die Masse eines Körpers und die auf ihn wirkende beschleunigende Kraft bekannt, so kann man die Beschleunigung berechnen mit der Gleichung:
| Dabei bedeuten: | F | beschleunigende Kraft |
| m | Masse des Körpers |
b) Bewegt sich ein Körper aus der Ruhe heraus gleichmäßig beschleunigt, so kann man die Beschleunigung auch berechnen mit der Gleichung:
| Dabei bedeuten: | v | erreichte Geschwindigkeit |
| s | zurückgelegter Weg |
c) Für eine gleichförmige Kreisbewegung kann die radial gerichtete Beschleunigung (Bild 3), die Radialbeschleunigung oder Zentralbeschleunigung, mit folgenden Gleichungen berechnet werden:
| Dabei bedeuten: | v | Geschwindigkeit |
| r | Radius der Kreisbahn | |
| n | Drehzahl | |
| T | Umlaufzeit |
Bei beschleunigten Bewegungen ändert sich die Geschwindigkeit: Das kann der Betrag, die Richtung oder beides sein.
Beschleunigte Bewegungen
Hat ein Körper bei einer Bewegung eine Beschleunigung, so führt er eine beschleunigte Bewegung aus. Eine Beschleunigung und damit eine beschleunigte Bewegung liegt dann vor, wenn sich
- der Betrag der Geschwindigkeit oder
- die Richtung der Geschwindigkeit oder
- Betrag und Richtung der Geschwindigkeit gleichzeitig
ändern.
Damit gilt:
- Jede krummlinige Bewegung ist eine beschleunigte Bewegung, da sich bei einer solchen Bewegung zumindest die Richtung der Geschwindigkeit ändert.
- Jede gleichförmige Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, da zwar der Betrag der Geschwindigkeit konstant ist, sich aber ständig ihre Richtung ändert.
- Jede geradlinige Bewegung, bei der sich der Betrag der Geschwindigkeit ändert, ist eine beschleunigte Bewegung. Nimmt dabei der Betrag der Geschwindigkeit ab (z. B. beim Bremsen eines Fahrzeugs), so spricht man manchmal auch von einer verzögerten Bewegungoder von einer Bewegung mit negativer Beschleunigung (Verzögerung).
Radialbeschleunigung
Beschleunigungsmesser Radialbeschleunigung Durchschnittsbeschleunigung Augenblicksbeschleunigung beschleunigte Bewegung Momentanbeschleunigung Verzögerung ungleichmäßig beschleunigte Bewegung Beschleunigung gleichförmige Kreisbewegung verzögerte Bewegung gleichmäßig beschleunigte Bewegung Zentralbeschleunigung vektorielle Größe
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