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Geschwindigkeit

Begriffsdefinition

Geschwindigkeit ist die von einem Körper pro Zeiteinheit zurückgelegte Wegstrecke. Bei konstanter Geschwindigkeit gilt:

[2.1a]    
oder:
[2.1b]    
oder:
[2.1c]    

Dabei bedeutet:
s - Strecke, t - Zeit, v - Geschwindigkeit
Weg-Zeit Diagramm
Abbildung 1:

Weg - Zeit Funktion

Bewegt sich ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit, so ergibt der Funktionsgraph eine Gerade. Die Steigung der Geraden repräsentiert die Geschwindigkeit.
Die Geschwindigkeit ist ein Vektor, da die zurückgelegte Strecke pro Zeiteinheit richtungsbezogen ist. Ferner sind Geschwindigkeiten immer relativ zu einem als fest angenommenen Bezugspunkt oder zu einem anderen Objekt gegeben. Die Geschwindigkeitsangaben von Landfahrzeugen werden relativ zur Erdoberfläche angegeben. Betrachtet man die Erde vom Weltraum aus, wird man feststellen, dass dieser Planet rotiert und die Bahngeschwindigkeit der Erdoberfläche zur Fahrzeuggeschwindigkeit addiert werden muss, wenn der Beobachter als Ruhend angesehen wird. Diese Bahngeschwindigkeit ist nicht einmal konstant, sondern variiert von 0m/s an den Polen bis hin zu 465m/s am Äquator. Dann bleibt zu bemerken, dass sich die Erde mit 29.800m/s auf einer Bahn um die Sonne bewegt und sich die Sonne wiederum mit 220.000m/s um das Zentrum der Milchstraße bewegt. Unsere Heimatgalaxie wiederum bewegt sich relativ zu anderen Galaxien....
Einen absoluten Nullpunkt für Geschwindigkeitsmessungen hat noch niemand gefunden, was uns im Laufe dieses Projektes allerdings nicht vor unüberwindbare Probleme stellt. Für unsere Bedürfnisse ist es vollkommen ausreichend, den Boden unter unseren Füßen als ruhenden Bezugspunkt zu wählen.

Praktische Bedeutung

In der folgenden Tabelle findet ihr eine Auflistung von Objekten und ihren typischen Geschwindigkeiten:

Objekt v in m/s Bemerkung
Schneckentempo 0,0008  
Fußgänger 1,4  
100m Läufer 10,44 Weltrekordlauf in 9,58s von Usain Bolt in Berlin 2009
Brieftaube 13 - 27 Pakettauben sind langsamer...
Lastkraftwagen 22 Zulässige Höchstgeschwindigkeit für LKW über 2,8t in Deutschland.
Als Kleinwagenfahrer kann ich nur sagen: "Wissen die Fahrer das?"
Fiat 126 29 Höchstgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mit 17kW 2-Zylinder Verbrennungsmotor.
Gepard 30 Schnellstes Lebewesen auf der Erdoberfläche (ohne technische Hilfsmittel)
Thrust SSC 341 Super Sonic Car: Schnellstes Auto mit Strahlantrieb, ausgestattet mit zwei Rolls-Royce Spey Turbinen mit Nachbrennern.
Anmerkung der Redaktion: "Energieverschwendung!!!"

Auf der folgenden Seite findet ihr ein Java-Programm, das euch die Zusammenhänge zwischen Geschwindigkeit, zurückgelegter Strecke und benötigter Zeit sowohl als Funktionsgraphen, als auch in Form einer 2D-Simulation zeigt.
Spielt ein wenig mit den Werten und beobachtet, wie sich die Objekte relativ zueinander bewegen. Unbeweglich stehen die Leitpfosten im Abstand von circa 50 Metern am Wegesrand und die Beobachterkamera fährt immer im gleichen Abstand mit exakt der gleichen Geschwindigkeit wie das Versuchsfahrzeug nebenher. Damit optisch ein wenig der Eindruck von Bewegung aufkommt, wackeln die Räder des Fiat's beim Fahren ein wenig. Überholt das Auto den Fußgänger, wirkt es so, als ob dieser uns den "Moonwalk" präsentiert, also mit der Nase voran entgegen der Laufrichtung rückwärts "gleitet". Geschwindigkeit ist halt, wie schon gesagt relativ!

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