Geschwindigkeit berechnen
Geschwindigkeit berechnen
Geschwindigkeit berechnen
Einleitung
Wie schnell fährt ein Fahrrad? Wie schnell läuft ein Mensch? In diesem aiMOOC lernst Du, wie Du die Geschwindigkeit aus Strecke und Zeit berechnest.
Was bedeutet Geschwindigkeit?
Die Geschwindigkeit sagt, welche Strecke ein Körper in einer bestimmten Zeit zurücklegt.
Ein Tachometer zeigt die momentane Geschwindigkeit eines Fahrzeugs an. Für eine ganze Fahrt berechnet man oft die Durchschnittsgeschwindigkeit.
Die Formel
Geschwindigkeit = Strecke geteilt durch Zeit
v = s / t
| Größe | Zeichen | Häufige Einheit |
|---|---|---|
| Geschwindigkeit | v | m/s oder km/h |
| Strecke | s | m oder km |
| Zeit | t | s oder h |
Einheiten umrechnen
Von m/s zu km/h: mit 3,6 multiplizieren.
Von km/h zu m/s: durch 3,6 teilen.
Beispiel: 10 m/s · 3,6 = 36 km/h.
Beispielrechnung
Ein Fahrrad fährt 150 Meter in 30 Sekunden.
Gegeben: s = 150 m und t = 30 s
Gesucht: v
Rechnung: v = 150 m / 30 s = 5 m/s
Das Fahrrad fährt also 5 m/s oder 18 km/h.
Geschwindigkeit im Diagramm
In einem Weg-Zeit-Diagramm steht die Zeit auf der waagerechten Achse. Der Weg steht auf der senkrechten Achse. Eine steilere Linie bedeutet eine höhere Geschwindigkeit.
Bei einer gleichförmigen Bewegung bleibt die Geschwindigkeit gleich. Beim freien Fall wird ein Körper schneller. Das zeigt die Animation.
Auch die Schallgeschwindigkeit kann zum Vergleich dienen. Die folgende Animation zeigt ein Objekt, das immer schneller wird.
Lernbereiche
- Mechanik: Bewegungen beschreiben und berechnen.
- Kinematik: Strecke, Zeit und Geschwindigkeit untersuchen.
- Messen: Strecke und Zeit mit geeigneten Geräten bestimmen.
- Diagramme: Bewegungen in Weg-Zeit-Diagrammen darstellen.
- Mathematik in der Physik: Formeln einsetzen und Einheiten umrechnen.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Formel berechnet die Geschwindigkeit? (v = s geteilt durch t) (!v = s mal t) (!v = t geteilt durch s) (!v = s plus t)
Welche Einheit gehört zur Geschwindigkeit? (Meter pro Sekunde) (!Meter) (!Sekunde) (!Quadratmeter)
Ein Läufer schafft 100 Meter in 20 Sekunden. Wie schnell ist er? (5 Meter pro Sekunde) (!2 Meter pro Sekunde) (!20 Meter pro Sekunde) (!120 Meter pro Sekunde)
Wie viel sind 72 Kilometer pro Stunde in Meter pro Sekunde? (20 Meter pro Sekunde) (!10 Meter pro Sekunde) (!36 Meter pro Sekunde) (!72 Meter pro Sekunde)
Wie viel sind 10 Meter pro Sekunde in Kilometer pro Stunde? (36 Kilometer pro Stunde) (!3,6 Kilometer pro Stunde) (!10 Kilometer pro Stunde) (!100 Kilometer pro Stunde)
Zwei Fahrzeuge fahren dieselbe Strecke. Welches ist schneller? (Das Fahrzeug mit der kürzeren Fahrzeit) (!Das Fahrzeug mit der längeren Fahrzeit) (!Beide sind immer gleich schnell) (!Das schwerere Fahrzeug)
Was zeigt der Tachometer im Auto? (Die momentane Geschwindigkeit) (!Die gesamte Fahrzeit) (!Die Länge des Autos) (!Die Masse des Autos)
Wie wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet? (Gesamtstrecke geteilt durch Gesamtzeit) (!Gesamtzeit geteilt durch Gesamtstrecke) (!Gesamtstrecke mal Gesamtzeit) (!Gesamtstrecke plus Gesamtzeit)
Ein Fahrrad fährt 2 Kilometer in einer halben Stunde. Wie groß ist die Durchschnittsgeschwindigkeit? (4 Kilometer pro Stunde) (!1 Kilometer pro Stunde) (!2 Kilometer pro Stunde) (!8 Kilometer pro Stunde)
Was bedeutet eine steilere Linie im Weg-Zeit-Diagramm? (Eine höhere Geschwindigkeit) (!Eine kleinere Strecke) (!Eine längere Pause) (!Eine kleinere Masse)
Memory
| Geschwindigkeit | Weg geteilt durch Zeit |
| Strecke | Formelzeichen s |
| Zeitdauer | Formelzeichen t |
| Meter pro Sekunde | Einheit m/s |
| Kilometer pro Stunde | Einheit km/h |
| Tachometer | Anzeige im Fahrzeug |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| v = s geteilt durch t | Geschwindigkeit |
| s = v mal t | Strecke |
| t = s geteilt durch v | Zeit |
| mit 3,6 multiplizieren | m/s in km/h |
| durch 3,6 teilen | km/h in m/s |
Kreuzworträtsel
| Tempo | Welches Alltagswort wird oft für Geschwindigkeit benutzt? |
| Strecke | Welche Größe wird mit dem Buchstaben s bezeichnet? |
| Sekunde | Welche Zeiteinheit gehört zur Einheit m/s? |
| Tachometer | Welches Gerät zeigt im Fahrzeug die Geschwindigkeit? |
| Steigung | Was zeigt im Weg-Zeit-Diagramm, wie schnell sich etwas bewegt? |
| Mittelwert | Welcher Wert beschreibt die Geschwindigkeit einer ganzen Fahrt? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Formelkarte: Gestalte eine kleine Karte mit der Formel v = s / t und den drei Formelzeichen.
- Geschwindigkeit schätzen: Schätze die Geschwindigkeit beim Gehen und begründe Deine Vermutung.
- Tachometer: Fotografiere oder zeichne einen Tachometer und markiere die Einheit.
- Einheiten im Alltag: Finde fünf Beispiele, bei denen km/h oder m/s verwendet werden.
Standard
- Sprintversuch: Miss eine Laufstrecke und die benötigte Zeit. Berechne Deine Geschwindigkeit.
- Weg-Zeit-Diagramm: Zeichne ein Diagramm zu einer gleichförmigen Bewegung.
- Fahrradfahrt: Plane eine kurze Messung mit Fahrrad, Strecke und Stoppuhr.
- Erklärvideo: Erstelle ein kurzes Video, in dem Du v = s / t erklärst.
Schwer
- Messfehler: Wiederhole eine Geschwindigkeitsmessung mehrmals und untersuche die Unterschiede.
- Durchschnittsgeschwindigkeit: Vergleiche eine Fahrt mit Pause und dieselbe Fahrt ohne Pause.
- Videoanalyse: Bestimme die Geschwindigkeit eines gefilmten Gegenstands mithilfe eines bekannten Maßstabs.
- Schulwegprojekt: Miss Teilstrecken Deines Schulwegs und berechne die Geschwindigkeit für jeden Abschnitt.
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Lernkontrolle
- Vergleich von Bewegungen: Zwei Personen legen dieselbe Strecke in verschiedenen Zeiten zurück. Erkläre ohne bloßes Einsetzen, wer schneller ist und warum.
- Einheitenwahl: Begründe, warum die Geschwindigkeit eines Autos meist in km/h, die eines kurzen Experiments aber oft in m/s angegeben wird.
- Pausenwirkung: Erkläre, wie eine Pause die Durchschnittsgeschwindigkeit einer Fahrt verändert.
- Diagrammdeutung: Beschreibe, wie sich eine schnellere und eine langsamere Bewegung in einem Weg-Zeit-Diagramm unterscheiden.
- Messplanung: Entwickle einen fairen Versuch, mit dem zwei rollende Fahrzeuge verglichen werden können.
- Fehleranalyse: Eine Person rechnet 100 m geteilt durch 20 s und erhält 80 m/s. Finde den Denk- oder Rechenfehler und verbessere die Lösung.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:
- die Größen Geschwindigkeit, Strecke und Zeit unterscheiden kannst,
- die Formel v = s / t richtig verwendest,
- passende Einheiten angibst,
- zwischen m/s und km/h umrechnest,
- eine Messung planst und auswertest,
- ein einfaches Weg-Zeit-Diagramm deuten kannst,
- Deine Rechnung verständlich erklärst.
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