Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell oder wie langsam sich ein Körper bewegt. Sie ist eine gerichtete (vektorielle) physikalische Größe und hat damit in jedem Punkt der Bewegung eines Körpers einen bestimmten Betrag und eine bestimmte Richtung.

Formelzeichen: v

Für die Einheiten gilt: $\begin{array}{l}1\frac{\text{m}}{\text{s}}=\mathrm{3,6}\frac{\text{km}}{\text{h}}\\ 1\frac{\text{km}}{\text{h}}=\frac{1}{\mathrm{3,6}}\frac{\text{m}}{\text{s}}\approx \mathrm{0,28}\frac{\text{m}}{\text{s}}\end{array}$

In der Schifffahrt wird als Einheit ein Knoten (1 kn) genutzt:

$1\text{ kn = }\frac{\text{1 Seemeile}}{\text{1 Stunde}}=\frac{\text{1}\text{852 m}}{\text{1 h}}\approx \text{ 1}\text{,85 }\frac{\text{km}}{\text{h}}$

Die Geschwindigkeit von Flugzeugen wird manchmal in Mach angegeben. Ein Mach bedeutet, dass das Flugzeug mit Schallgeschwindigkeit fliegt:

$1\text{ Mach = 333 }\frac{\text{m}}{\text{s}}\approx \text{ 1 200 }\frac{\text{km}}{\text{h}}$

Geschwindigkeiten in Natur und Technik

In der nachfolgenden Übersicht sind Geschwindigkeiten in Natur und Technik angegeben.

Durchschnittsgeschwindigkeit und Augenblicksgeschwindigkeit

Bei der Geschwindigkeit ist zwischen der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Augenblicksgeschwindigkeit (Momentangeschwindigkeit) zu unterscheiden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit gibt an, wie groß die mittlere Geschwindigkeit längs einer Strecke ist, die ein Körper in einer bestimmten Zeit zurücklegt.
Die Augenblicksgeschwindigkeit gibt die Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt an.

Messen der Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit eines Körpers kann mit einem Geschwindigkeitsmesser oder Tachometer gemessen werden. Mit einem Tachometer wird die jeweilige Augenblicksgeschwindigkeit gemessen.

Die Geschwindigkeit kann auch mit Lasermessgeräten (Laserpistolen), mit Radargeräten oder mithilfe von Induktionsschleifen gemessen werden. Ausführliche Hinweise dazu sind unter dem Stichwort "Geschwindigkeitsmessung" zu finden.

Berechnen der Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit eines Körpers kann allgemein mit den Gleichungen $v=\frac{s}{t}\text{ oder }\Delta v=\frac{\Delta s}{\Delta t}$ berechnet werden.

Für eine gleichförmige Bewegung (v = konstant) gilt die berechnete Geschwindigkeit für jeden Ort der Bewegung. Bei einer ungleichförmige Bewegung $(v\ne \text{konstant)}$ ergibt sich mit der genannten Gleichung eine mittlere Geschwindigkeit, die auch Durchschnittsgeschwindigkeit genannt wird. Es ist üblich, Durchschnittsgeschwindigkeiten mit einem Strich über dem Formelzeichen zu versehen. Für die Durchschnittsgeschwindigkeit gilt also:

$\overline{v}=\frac{s}{t}$

Für eine gleichförmige Kreisbewegung (v = konstant) gilt:

$v=\frac{s}{t}=\frac{2\pi \cdot r}{T}=2\pi \cdot r\cdot n$

Für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung
(Beschleunigung a = konstant) gilt:

$v=a\cdot t\text{ und }v=\sqrt{2a\cdot s}$

Für den freien Fall als spezielle gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit der Beschleunigung $a=g=\mathrm{9,81}\frac{\text{m}}{{\text{s}}^{\text{2}}}\text{ gilt:}$

$v=g\cdot t\text{ oder }v=\sqrt{2g\cdot s}$