Grundlagen der Kinematik und Dynamik: Bewegung und Kräfte

Grundlagen der Kinematik

• Bezugssystem: Punkte im Raum, über die die Bewegung eines Körpers beschrieben wird.
• Bewegung: Die Veränderung der Position eines Körpers in Bezug auf ein Bezugssystem; andernfalls befindet er sich im Ruhezustand.
• Position: Der Punkt im Raum, der von einem beweglichen Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt eingenommen wird.
• Pfad: Die Linie, die durch die aufeinanderfolgenden Positionen eines bewegten Körpers gebildet wird.
• Verschiebungsvektor: Der Vektor, der zwei Punkte auf einer Bahn verbindet.
• Entfernung: Die Länge des Weges zwischen der ersten und der letzten Position.
• Geschwindigkeit: Die Schnelligkeit, mit der ein Körper seine Position ändert.
• Durchschnittsgeschwindigkeit: Der Quotient aus der zurückgelegten Wegstrecke und der benötigten Zeit.
• Momentangeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit eines Körpers zu einem bestimmten Zeitpunkt.
• Gleichförmige geradlinige Bewegung (MRU): Ein Körper bewegt sich auf einer geraden Linie mit konstanter Geschwindigkeit.
• Beschleunigung: Die Geschwindigkeit, mit der ein Körper seine Geschwindigkeit ändert.
• Gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung (MRUA): Ein Körper bewegt sich auf einer geraden Bahn mit konstanter, von Null verschiedener Beschleunigung.
• Gleichförmige Kreisbewegung: Ein Körper bewegt sich auf einer Kreisbahn mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.

Grundlagen der Dynamik: Kräfte

• Kraft: Jede Einwirkung, die den Zustand der Ruhe oder Bewegung eines Körpers verändern oder ihn verformen kann.
• Gewicht: Die Gravitationskraft, die die Erde auf einen Körper ausübt. P = m · g (mit g ≈ 9,8 m/s²).
• Resultierende Kraft: Die Vektorsumme aller auf einen Körper wirkenden Kräfte. Die Zusammensetzung der Kräfte ist das Verfahren zur Berechnung der resultierenden Kraft aus den Einzelkräften.
• Gleichgewicht: Wenn zwei oder mehr Kräfte auf einen Körper wirken und sich gegenseitig neutralisieren (Resultierende = 0).
• Trägheit: Die Eigenschaft der Materie, ihren Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung beizubehalten, wenn keine äußere Kraft einwirkt.
• Grundgesetz der Dynamik: Wirkt eine Kraft auf einen Körper, erfährt er eine Beschleunigung, die direkt proportional zur Kraft und umgekehrt proportional zur Masse ist. F = m · a.
• Aktion und Reaktion: Übt ein Körper eine Kraft auf einen anderen aus, übt dieser eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft aus.
• Normalkraft (N): Die von einer Stützfläche auf einen Körper ausgeübte Kraft.
• Reibungskraft (F): Eine Kraft, die an der Kontaktfläche zwischen Körpern auftritt und der Bewegung entgegenwirkt.