Beschleunigungsrechner
Berechnen der Beschleunigung mit Anfangsgeschwindigkeit, Endgeschwindigkeit und Zeit.
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Inhaltsverzeichnis
Beschleunigung verstehen
Beschleunigung ist eines der grundlegenden Konzepte in Physik und Mechanik. Es beschreibt, wie schnell sich die Geschwindigkeit des Objekts im Laufe der Zeit ändert. Im Unterschied zur Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit der Positionsänderung misst, misst die Beschleunigung die Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsänderung.
Was ist Beschleunigung?
In der Physik wird die Beschleunigung als die Geschwindigkeit eines Objekts in Bezug auf die Zeit definiert. Es ist eine Vektorgröße, d.h. sie hat sowohl Größe als auch Richtung. Wenn ein Objekt die Richtung beschleunigt, verlangsamt oder ändert, erfährt es Beschleunigung.
- Beschleunigung ist eine Vektorgröße mit Größe und Richtung
- Standardeinheit ist Meter pro Sekunde quadratisch (m/s2)
- Kann positiv sein (in positiver Richtung aufsteigen oder in negativer Richtung verlangsamen)
- Kann negativ sein (in positiver Richtung nach unten oder in negativer Richtung nach oben)
- Konstante Beschleunigung bedeutet, dass sich die Geschwindigkeit mit konstanter Geschwindigkeit ändert
Arten der Beschleunigung
Beschleunigung kann in mehrere verschiedene Arten klassifiziert werden:
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Lineare Beschleunigung:Veränderung der Geschwindigkeit eines in einer Geraden bewegten Objekts
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Tangential Acceleration:Änderungen der Geschwindigkeit eines sich entlang einer gekrümmten Bahn bewegenden Objekts
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Centripetal Beschleunigung:Beschleunigung in Richtung der Mitte der Kreisbahn gerichtet, wenn sich ein Objekt in einem Kreis bewegt
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Winkelbeschleunigung:Änderung der Winkelgeschwindigkeit in der Drehbewegung
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Gravitationsbeschleunigung:Beschleunigung durch ein Objekt aufgrund der Schwerkraft (etwa 9,8 m/s2 auf der Erdoberfläche)
Beschleunigung in realen Anwendungen
Das Verständnis der Beschleunigung ist in zahlreichen realen Anwendungen entscheidend:
Verkehr
- Prüfung der Fahrzeugleistung
- Auslegung von Bremssystemen
- Start- und Landeberechnungen von Luftfahrzeugen
- Rollenbahn-Design
Sport und Biomechanik
- Analyse der Sportleistung
- Messung der Schlagkräfte
- Gerätedesign (Rackets, Clubs, etc.)
- Verletzungsvorbeugung
Ingenieurwesen
- Strukturreaktionen auf Erdbeben
- Schwingungsanalyse
- Aufzugsdesign
- Maschinenteile Spannungsprüfung
Luft und Raumfahrt
- Raketenantrieb
- Satelliten-Orbit-Berechnungen
- G-Kraft-Management in Raumfahrzeugen
- Flugsicherheitssysteme
Newtons zweites Bewegungsgesetz stellt den Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung (F = ma) fest, wobei gezeigt wird, dass die Beschleunigung direkt proportional zur ausgeübten Kraft ist und umgekehrt proportional zur Masse eines Objekts ist. Dieses Grundprinzip bildet die Basis der klassischen Mechanik und hilft uns zu verstehen, warum verschiedene Objekte bei gleicher Kraft unterschiedlich beschleunigen.
Beschleunigungsformel
Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsänderung gegenüber der Zeit. Es wird mit folgender Formel berechnet:
Wo:
- a = Beschleunigung (m/s2)
- v = Endgeschwindigkeit (m/s)
- v0 = Anfangsgeschwindigkeit (m/s)
- t = Zeit (s)
Wie zu berechnen
Um die Beschleunigung zu berechnen, folgen Sie diesen Schritten:
-
1Betreten Sie die Anfangsgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde
-
2Betreten Sie die Endgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde
-
3Geben Sie die Zeit in Sekunden ein
-
4Klicken Sie auf Berechnen, um die Beschleunigung
Praktische Beispiele
Beispiel 1Autobeschleunigung
Ein Auto beschleunigt von 0 m/s auf 20 m/s in 5 Sekunden. Berechnung der Beschleunigung.
a = (20 m/s - 0 m/s) / 5 s = 4 m/s²
Beispiel 2Kostenloser Fall
Ein Objekt fällt aus der Ruhe und erreicht nach 1 Sekunde eine Geschwindigkeit von 9,8 m/s. Berechnung der Beschleunigung.
a = (9.8 m/s - 0 m/s) / 1 s = 9.8 m/s²