Grundlagen der geradlinigen Bewegungen: MRU, MRUA und Freier Fall

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Geschrieben am 4. November 2025 in Deutsch mit einer Größe von 4,07 KB

Die gleichförmige geradlinige Bewegung (MRU)

Eine Bewegung ist geradlinig, wenn der Körper einen geraden Weg beschreibt, und gleichförmig, wenn seine Geschwindigkeit über die Zeit konstant bleibt, da die Beschleunigung null ist. Wir bezeichnen diese Bewegung mit dem Akronym MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme oder Uniform Rectilinear Motion).

Merkmale der gleichförmigen geradlinigen Bewegung

Die Bewegung erfolgt auf einer geraden Linie.
Die Geschwindigkeit ist konstant (Größe und Richtung bleiben unverändert).
Der Betrag der Geschwindigkeit wird als Geschwindigkeit oder Tempo bezeichnet.
Die Beschleunigung ist null.

Was ist Kinematik?

Kinematik (griechisch κίνημα, Kínema, Bewegung) ist der Bereich der klassischen Mechanik, der sich mit den Gesetzen der Bewegung von Körpern befasst, ohne die Ursachen (Kräfte) zu berücksichtigen, die diese Bewegung hervorrufen. Sie beschränkt sich im Wesentlichen auf die Untersuchung der zeitabhängigen Bahn.

Gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung (MRUA)

Bei dieser Bewegung ist die Beschleunigung konstant. Die Geschwindigkeit des Körpers variiert linear, während die Position quadratisch mit der Zeit variiert. Die grundlegenden Gleichungen für diese Bewegung sind:

$a = a_0 = \ text (konst.) \,$

$x = x_0 + v_0 t + \ frac (1) (2) an ^ 2$

Die Bewegung des freien Falls

Die Bewegung des freien Falls beschreibt die Bewegung eines Körpers unter der ausschließlichen Wirkung eines Gravitationsfeldes. Obwohl diese formale Definition den Einfluss anderer Kräfte wie den Luftwiderstand ausschließt, müssen diese oft berücksichtigt werden, wenn das Phänomen innerhalb eines Fluids (wie Luft oder einer anderen Flüssigkeit) auftritt. Das Konzept ist auch auf Objekte anwendbar, die sich nach oben bewegen und unter der Wirkung der Schwerkraft verlangsamt werden.

Bewegungsgleichung für den freien Fall

Nach dem Zweiten Newtonschen Gesetz ist die Kraft $\ Vec (F)$ , die auf einen Körper wirkt, gleich dem Produkt aus der Masse $m \$ und der Beschleunigung, die er erfährt. Im freien Fall wirken nur das Gewicht $\ Vec (P)$ (senkrecht nach unten) und der Luftwiderstand $\ Vec (f) (v)$ (entgegen der Geschwindigkeit). Im Rahmen eines annähernd konstanten Gravitationsfeldes lautet die Bewegungsgleichung des freien Falls:

$\ Vec (F) = \ frac (P) + \ frac (f) =- mg (\ vec (j)) - f \ frac (\ vec (v)) (v) = m \ frac (d \ vec ( v)) (dt)$

MRU im Kontext des 1. Newtonschen Gesetzes

Nach dem 1. Newtonschen Gesetz (Trägheitsprinzip) bleibt jedes Teilchen in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung, solange keine resultierende Kraft auf den Körper wirkt. Dies ist eine ideale Situation, da in der Realität immer Kräfte existieren, die die Bewegung von Teilchen verändern können. Man kann daher nicht von einem Objekt in völliger Ruhe sprechen.

Mathematische Beziehungen der MRU

Das Konzept der Geschwindigkeit (v) beschreibt die Änderung der Position (d) über die Zeit (t).

Formeln:

v = d / t | d = v * t | t = d / v

Wobei gilt: v = Geschwindigkeit, d = Abstand oder Weg, t = Zeit.