PH3 – Bewegung von Körpern (Physik) [Grundlagen und Beispiele]

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In dieser Lerneinheit behandeln wir die Bewegung von Körpern innerhalb der Physik. Dieses Thema wird dir in deiner Prüfung und auch später im Berufsleben immer wieder über den Weg laufen.

Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Dieser Lerntext ist ein Auszug aus unserem Onlinekurs PH3 – Einführung in die Kinematik.

 

Bewegung von Körpern – Definition

In dieser Kurseinheit stellen wir dir drei Formen der Bewegung von Körpern vor. Je nach betrachteter Dimension können wir die folgenden Bewegungsformen unterscheiden:

  • Bewegung eines Körpers auf einer Geraden (gradlinige Bewegung)
  • Bewegung eines Körpers in der Ebene (ebene Bewegung)
  • Bewegung eines Körpers im Raum (räumliche Bewegung)

 

Gradlinige Bewegung – Definition

Eine gradlinige Bewegung ist gegeben, wenn der Körper (z.B. ein Zug) sich nur auf einer gradlinigen Bahn bzw. in eine Achsenrichtung bewegt. Legt ihr  zum Beispiel die x-Achse in Richtung der gradlinigen Bahn, so kann die Position eines Zugs mit dieser einen Koordinate angegeben werden.

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Bewegung eines Körpers – Gradlinige Bewegung

 

Ihr lernt später noch den freien Fall sowie den senkrechten Wurf nach oben sowie den senkrechten Wurf nach unten kennen. Auch hierbei handelt es sich um eine gradlinige Bewegung, da die Bewegung nur in eine Richtung stattfindet. Ihr könnt in diesem Fall also zum Beispiel den Ort (die Höhe) mit nur einer Koordinate angeben.

 

Bewegung auf einer Geraden – Beispiele im Alltag

Hier sind weitere Beispiele für Bewegungen eines Körpers auf einer Geraden im Alltag:

  • Ein Aufzug, der sich in einem Hochhaus nach oben oder unten bewegt.
  • Eine Rolltreppe, auf der Menschen geradeaus gehen, während sie sich fortbewegen.
  • Ein Radfahrer, der auf einer geraden Straße fährt.
  • Ein Lkw, der auf einer geraden Autobahnstrecke fährt.
  • Ein Rollkoffer, der auf Rädern über einen Flughafenkorridor gezogen wird.
  • Eine Rakete, die senkrecht in den Himmel abhebt.
  • Eine Person, die auf einem Laufband läuft.
  • Ein Brief, der auf einem Förderband in einer Postsortieranlage transportiert wird.
  • Eine Rollschuhläuferin, die auf einer geraden Rollschuhbahn fährt.
  • Ein Skifahrer, der eine gerade Abfahrt hinunterfährt.

Diese Beispiele verdeutlichen, wie Bewegungen auf einer geraden Linie in verschiedenen Alltagssituationen auftreten können.

 

Ebene Bewegung – Definition

Eine ebene Bewegung ist gegeben, wenn sich der Körper in ein der Ebene bewegt, d.h. die Position des Körpers kann nur mit zwei Koordinaten angegeben werden.

Als Beispiel kann hier zum Beispiel die Bewegung einer Billardkugel genannt werden. Wenn wir den Billardtisch von oben betrachten, so können wir das x,y-Koordinatensystem so wählen, dass die Position der Kugel mittels x- und y-Koordinaten festgelegt werden kann.

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Bewegung eines Körpers – Ebene Bewegung

 

Wir sehen, dass die Position der Kugel nicht allein durch eine Koordinate festgelegt werden kann. Wir benötigen hierfür eine x– und eine y-Koordinate. Hierbei handelt es sich um eine Bewegung in der Ebene.

Du lernst später den waagrechten und den senkrechten Wurf kennen. Bei diesen Bewegungen handelt es sich um eine ebene Bewegung, da du zum Beispiel für die Angabe der Position zwei Koordinaten benötigst, nämlich die Höhe des Körpers und die Weite des Körpers.

 

Bewegung in der Ebene – Beispiele im Alltag

Hier sind einige Beispiele für Bewegungen eines Körpers in der Ebene im Alltag:

  • Ein Auto, das eine Kurve auf einer Straße durchfährt.
  • Eine Person, die auf einem Spielplatz um eine Schaukel herumläuft.
  • Ein Fußballspieler, der einen Ball schießt und ihn in eine bestimmte Richtung lenkt.
  • Ein Fahrradfahrer, der eine Kurve auf einem Radweg nimmt.
  • Ein Flugzeug, das eine Kurve im Flug macht, um seine Richtung zu ändern.
  • Eine Person, die auf einem Eislaufplatz Figuren in der Eisfläche zeichnet.
  • Ein Skateboarder, der auf einer Skate-Rampe Tricks ausführt.
  • Ein Tänzer, der in einem Ballett oder einer Choreografie verschiedene Bewegungen in der Luft ausführt.
  • Eine Person, die einen Ball wirft und ihn in eine bestimmte Richtung lenkt.
  • Ein Künstler, der mit einem Pinsel auf einer Leinwand malt und verschiedene Muster und Formen erzeugt.

Diese Beispiele zeigen, wie Bewegungen in der Ebene im Alltag auftreten können und wie Körper ihre Bewegungen steuern und lenken, um bestimmte Ziele zu erreichen. 

 

Räumliche Bewegung – Definition

Bei der räumlichen Bewegung eines Körpers, benötigen wir zur Bestimmung der Position drei Koordinaten. Zusätzlich zur x,y-Ebene muss die Höhe z eingeführt werden.

Betrachten wir hier als Beispiel eine Drohne. Im Gegensatz zu einem Rasenmäher-Roboter, welcher sich nur auf dem Boden bewegt und dessen Position durch zwei Koordinaten angegeben werden kann (=ebene Bewegung), muss bei einer Drohne zusätzlich die Höhenkoordinate z angegeben werden, damit die Drohne geortet werden kann.

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Drohne: Bewegung im Raum

 

Die Position der Drohne kann nur mit drei Koordinaten angegeben werden. Hier muss zusätzlich zu den Koordinaten am Boden die Höhenkoordinaten eingeführt werden.

 

Bewegung im Raum – Beispiele im Alltag

Hier sind einige Beispiele für Bewegungen eines Körpers im Raum im Alltag:

  • Ein Vogel, der frei im Himmel fliegt und seine Flugrichtung ändert.
  • Eine Person, die Treppen steigt und dabei sowohl aufwärts als auch seitwärts bewegt.
  • Ein Athlet, der beim Turnen verschiedene akrobatische Bewegungen in der Luft ausführt.
  • Ein Kind, das mit einem Drachen spielt und ihn in verschiedenen Höhen und Richtungen steigen lässt.
  • Ein Taucher, der unter Wasser schwimmt und sich in verschiedene Richtungen bewegt.
  • Ein Astronaut, der in der Schwerelosigkeit im Weltraum schwebt und sich frei im Raum bewegen kann.
  • Ein Jongleur, der verschiedene Gegenstände in der Luft wirbelt und ihre Flugbahnen kontrolliert.
  • Ein Kletterer, der an einer Felswand entlangklettert und dabei seine Position im Raum ändert.
  • Ein Seiltänzer, der auf einem gespannten Seil balanciert und dabei seine Körperposition anpasst.
  • Ein Basejumper, der von einer Klippe springt und während des Falls verschiedene Flugmanöver ausführt.

Diese Beispiele verdeutlichen, wie Bewegungen im dreidimensionalen Raum im Alltag vorkommen können und wie Körper ihre Positionen im Raum kontrollieren und steuern können. 

 

Merk’s dir!

Bei einer gradlinigen Bewegung wird die Position eines Körpers mit einer Koordinate angegeben, bei einer ebenen Bewegung mit zwei Koordinaten und bei einer räumlichen Bewegung mit drei Koordinaten.

 

Was kommt als Nächstes?

Nachdem du jetzt die grundlegenden Bewegungen von Körpern kennengelernt hast, betrachten wir in der nachfolgenden Lerneinheit die gradlinige Bewegung, als weitere Ausprägung der Bewegung.

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