Bewegungsarten in der Physik: MRU, MRUA, MC, DAC & MCUA

Bewegungsarten in der Physik

Gleichförmige geradlinige Bewegung (MRU)

Ein Körper bewegt sich mit gleichförmiger geradliniger Bewegung (MRU), wenn er gleiche Strecken in gleichen Zeiten zurücklegt. Seine Flugbahn ist eine Gerade. Die Bewegungsgleichung ermöglicht es, die Position des Körpers zu jedem Zeitpunkt zu bestimmen.

Gleichförmig beschleunigte Bewegung (MRUA)

Ein Körper bewegt sich mit gleichförmig beschleunigter Bewegung (MRUA), wenn seine Geschwindigkeit sich in gleichen Zeiten gleichmäßig ändert. Seine Flugbahn ist eine Gerade.

Kreisbewegung (MC)

Eine Kreisbewegung (MC) beschreibt einen Körper, der sich auf einer Kreisbahn bewegt. Der Mittelpunkt des Kreises ist der Ursprung des Koordinatensystems. Der Betrag des Ortsvektors r ist konstant und entspricht dem Radius R des Kreises: |r| = R. Der Geschwindigkeitsvektor v steht immer senkrecht auf dem Ortsvektor r. Die Geschwindigkeit des Körpers wird durch die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit ω definiert, die den Winkel pro Zeiteinheit angibt (in rad/s). Die lineare Verschiebung und die lineare Geschwindigkeit werden durch Multiplikation der jeweiligen Winkelgrößen mit dem Radius berechnet.

Gleichförmige Kreisbewegung (DAC)

Eine gleichförmige Kreisbewegung (DAC) liegt vor, wenn die Winkelgeschwindigkeit konstant ist. In diesem Fall ist die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit gleich der momentanen Winkelgeschwindigkeit. Die Lösung der Bewegungsgleichung gibt die Position des Körpers zu jedem Zeitpunkt an. Die gleichförmige Kreisbewegung wird oft durch die Periode T (die Zeit für eine vollständige Umdrehung, 2π rad) und die Frequenz f (die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde, gleich dem Kehrwert der Periode) definiert.

Ungleichförmige Kreisbewegung (MCUA)

Bei einer ungleichförmigen Kreisbewegung (MCUA) ändert sich die Winkelgeschwindigkeit. Die durchschnittliche Winkelbeschleunigung ist die Änderung der Winkelgeschwindigkeit pro Zeiteinheit (in rad/s²). Eine gleichförmig beschleunigte Kreisbewegung liegt vor, wenn die Winkelbeschleunigung konstant ist. Die Bewegungsgleichung gibt die Winkelgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt an. Die lineare Geschwindigkeit kann durch die Beziehung zwischen Winkelgeschwindigkeit und linearer Geschwindigkeit berechnet werden.

Zusammensetzung von Bewegungen

Wenn ein Körper gleichzeitig zwei oder mehr Bewegungen ausführt, ergibt sich die resultierende Bewegung aus der vektoriellen Summe der einzelnen Bewegungen. Die Änderung der Position ist unabhängig davon, ob die Bewegungen gleichzeitig oder nacheinander wirken.

Zusammensetzung von Bewegungen in die gleiche Richtung (gleichförmig geradlinig)

Wenn ein Körper gleichzeitig zwei gleichförmige geradlinige Bewegungen in x- und y-Richtung ausführt (x = x₀ + vₓt und y = y₀ + vᵧt), ist die resultierende Bewegung ebenfalls eine gleichförmige geradlinige Bewegung. Die Position des Körpers wird durch die Vektorsumme r = xi + yj = (x₀i + y₀j) + (vₓi + vᵧj)t beschrieben. Die resultierende Geschwindigkeit ist konstant: v = vₓi + vᵧj. Ihre Richtung ist durch den Winkel tan α = vᵧ/vₓ gegeben. Die Bewegungsgleichung lautet y - y₀ = (vᵧ/vₓ)(x - x₀).