Physik
Beschleunigung
Wie schnell wird etwas schneller? Beschleunigung misst genau das.
Das brauchst du vorher
Die Ampel springt auf Grün, das Auto fährt los und drückt dich sanft in den Sitz. Ein paar Sekunden später zeigt der Tacho 50 km/h. Was du da spürst, ist Beschleunigung: Die Geschwindigkeit ändert sich. Ob Sprintstart, Achterbahn oder Notbremsung, überall steckt dieselbe Idee dahinter.
Was ist Beschleunigung?
Beschleunigung sagt dir, wie stark sich die Geschwindigkeit pro Sekunde ändert. Als Formel: a = Δv/t, also Geschwindigkeitsänderung geteilt durch die Zeit. Wird ein Auto in 5 Sekunden um 10 m/s schneller, ist a = 10 m/s geteilt durch 5 s, also 2 m/s². Die Einheit m/s² klingt seltsam, heißt aber nur: In jeder Sekunde kommen 2 m/s Geschwindigkeit dazu. Auch Bremsen ist Beschleunigung, nur eben mit umgekehrtem Vorzeichen: Die Geschwindigkeit nimmt pro Sekunde ab, und die Beschleunigung zeigt gegen die Fahrtrichtung.
| t (s) | v (m/s) | s (m) |
|---|---|---|
| 0 | 0,0 | 0,0 |
| 1 | 9,8 | 4,9 |
| 2 | 19,6 | 19,6 |
| 3 | 29,4 | 44,1 |
Ohne Luftwiderstand fallen alle Körper gleich schnell, egal wie schwer sie sind.
Der freie Fall
Lässt du einen Stein fallen, beschleunigt ihn die Erde mit rund 9,8 m/s². Nach 1 Sekunde ist er etwa 9,8 m/s schnell, nach 2 Sekunden schon 19,6 m/s. Die Beschleunigung bleibt dabei konstant, nur die Geschwindigkeit wächst und wächst, solange der keine große Rolle spielt. Deshalb tut ein Sprung vom 3-Meter-Brett auch deutlich mehr weh als einer vom Beckenrand.
Von 0 auf 100
In Autotests liest du oft: von 0 auf 100 km/h in 10 Sekunden. Das ist nichts anderes als eine Beschleunigungsangabe: pro Sekunde 10 km/h mehr. Ein Sportwagen schafft dasselbe in 4 Sekunden, also 25 km/h pro Sekunde. Rechnest du 100 km/h in etwa 27,8 m/s um, kommst du beim Sportwagen auf rund 7 m/s², also etwa 70 Prozent der von 9,8 m/s².
Aufgaben
0 von 6 gelöstZeit zum Ausprobieren. Du kannst nichts kaputt machen, jeder Versuch zählt.
Ein Fahrrad hat die Beschleunigung a = 2 m/s². Was bedeutet das?
Ein Auto beschleunigt in 5 s von 0 auf 10 m/s. Wie groß ist a in m/s²?
Ein Roller startet aus dem Stand mit a = 3 m/s². Wie schnell ist er nach 4 s in m/s?
Beschleunigung sagt, wie stark sich die Geschwindigkeit pro Sekunde ändert. Die Formel dafür ist a = … .
Ein Zug bremst gleichmäßig ab. Was gilt für seine Beschleunigung?
Ein Stein fällt frei mit 9,8 m/s². Ordne seine Geschwindigkeit von der ersten bis zur dritten Sekunde.
- 1nach 1 s: etwa 9,8 m/s
- 2nach 3 s: etwa 29,4 m/s
- 3nach 2 s: etwa 19,6 m/s
Damit geht es weiter