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Versuche

Bewegung mit konstanter Beschleunigung (Simulation)

Anfangsposition
m
Anfangsgeschwindigkeit
m/s
Beschleunigung
m/s²
©  W. Fendt 2000
HTML5-Canvas nicht unterstützt!
Abb. 1 Simulation einer Bewegung mit konstanter Beschleunigung (gleichmäßig beschleunigte Bewegung)

Diese Simulation zeigt ein Auto, das sich mit konstanter Beschleunigung bewegt. Die Schaltfläche enthält Eingabefelder zur Festlegung von Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung ("Enter"-Taste nicht vergessen!). Die Schaltknöpfe links oben dienen dazu, das Auto in den Anfangszustand zu bringen bzw. die Simulation zu starten oder zu unterbrechen. Wählt man die Option "Zeitlupe", so läuft die Simulation zehnmal so langsam. Links unten lässt sich einstellen, ob der Geschwindigkeitsvektor oder der Beschleunigungsvektor dargestellt werden soll.

Drei Digitaluhren zeigen die Zeit an, die seit dem Start vergangen ist. Sobald das Auto mit der vorderen Stoßstange die linke bzw. rechte Lichtschranke erreicht hat, stoppt die entsprechende Uhr. Beide Lichtschranken lassen sich mit gedrückter Maustaste verschieben.

Drei Diagramme stellen die Bewegung des Fahrzeugs grafisch dar: Position \(x\) als Funktion der Zeit \(t\), Geschwindigkeit \(v\) als Funktion der Zeit \(t\) und Beschleunigung \(a\) als Funktion der Zeit \(t\).

Wir danken Herrn Walter Fendt für die Erlaubnis, diese HTML5/Javascript-Animation auf LEIFIphysik zu nutzen.

Wähle \({x_0} = 0,00{\rm{m}}\), \({v_0} = 10,00\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) und \(a =  - 1,00\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}\).

  1. Entnimm dem Diagramm den Zeitpunkt und die Entfernung vom Startpunkt, an dem das Auto die Geschwindigkeit \(v = 0\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) besitzt.

  2. Bestimme mit Hilfe der Lichtschranken die Momentangeschwindigkeit des Autos bei der Rückwärtsfahrt am Ort \(x = 20\rm{m}\) in \(\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\).