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Geschwindigkeit

Physik

Definition


v=s/t oder v=Δs/Δt: wie viele Meter etwas in jeder Sekunde vorankommt ist die Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit v gibt allgemein an, welche Strecke s in einer dazugehörigen Zeit t zurückgelegt wird. Je größer der Wert der Geschwindigkeit ist, desto schneller ist ein Gegenstand auch. Das ist hier näher erklärt.

Beispiel: Das Binnenschiff Inception


Ein 85 Meter langes Schiff fährt auf einem schmalen Kanal durch die Landschaft. Um genau 85 Meter vorwärts zu kommen, benötigte das Schiff 41 Sekunden.



Das Binnenschiff Inception[1] legt in 41 Sekunden gut 85 Meter zurück. Das sind etwa 2,1 Meter pro Sekunde oder rund 7,5 km/h.

Wenn man die gefahrene Strecke von 85 Metern über eine mathematische Division gleichmäßig auf die dafür benötigten 41 Sekunden verteilt, dann kommt man auf rund 2,1 Meter für jede Sekunde. Das ist dann die Geschwindigkeit des Schiffes: 2,1 Meter pro Sekunde oder kurz geschrieben auch 2,1 m/s.

Zwei Deutungen von Geschwindigkeit


Eine Geschwindigkeit wie zum Beispiel 2,1 m/s kann man auf zwei Weisen anschaulich deuten. Man kann einmal sagen, dass das Schiff in jeder Sekunde 2,1 Meter zurücklegt. Oder man kann auch sagen, dass die zurückgelegte Meterzahl des Schiffes immer 2,1 mal so groß ist wie die dazugehörige Sekundenzahl.

Deutung I: Strecke pro Zeit


Die oft benutzte Definition von Geschwindigkeit als "Strecke pro Zeit" oder besser "Strecke pro Zeiteinheit" zielt darauf ab, dass der Zahlenwert der Geschwindigkeit die Strecke angibt, die etwas in jeder einzelnen der gewählten Zeiteinheiten zurücklegt.

Wenn man die Geschwindigkeit eines Schiffes mit 2,1 m/s angibt, deutet man das so: in jeder Sekunde legt das Schiff 2,1 Meter zurück. Dieselbe Geschwindigkeit kann man in etwa auch als 7,5 km/h angeben. Dann heißt das: in jeder Stunde legt das Schiff etwa 7,5 Kilometer zurück.

Diese Definition geht davon aus, dass der sich bewegende Gegenstand immer dieselbe Geschwindigkeit hat oder hätte. Fährt das Schiff tatsächlich nur 10 Minuten mit der Geschwindigkeit 7,5 km/h, dann macht es ja nicht wirklich Sinn zu sagen, dass es in einer Stunde 7,5 Kilometer weit kam. Der springende Punkt ist: wenn es solange gefahren wäre, dann wäre es mit dieser Geschwindigkeit 7,5 Kilometer weit gekommen.

Deutung II: als Verhältnis


2,1 m/s kann auch so gedeutet werden, dass die Meterzahl des Schiffes immer 2,1 mal so groß ist wie Sekundenzahl. Wenn das Schiff also 5 Sekunden fährt, dann weiß man sofort, dass die zurückgelegte Strecke 10,5 Meter ist. Diese Deutung als Verhältnis bezieht sich also nicht auf bestimmte Zeitdauern, sondern sagt nur ganz allgemein, wie viel mal so groß die Strecke ist wie die dafür benötigte Zeit. Siehe auch Verhältnis ↗

Wie sind übliche Schreibweisen?



Sonderfälle von Geschwindigkeit



Was sind die üblichen Angaben?



Was sind typische Beispiele?



Was ist in der Seefahrt üblich?



Was ist der Unterschied zwischen v=s/t und v=Δs/Δt?


Sowohl den Ausdruck s/t wie auch Δs/Δt[2] findet man in Physik-Büchern als Definition der Geschwindigkeit. Beide Terme geben an, dass man die Länge einer Strecke durch die Zeitdauer t teilen soll, in der etwas diese Strecke s zurückgelegt hat. Wer diese Bedeutung klar sieht, macht keine Fehler. Der Quotient s/t, gesprochen als s durch t, steht streng genommen für eine Strecke s und eine Zeit t, die beide auf je einer Skala mit dem Startpunkt bei 0 gemessen wurden. Der Ausdruck Δs/Δt hingegen betont, dass man den Unterschied Δs zwischen einer Anfangsstrecke und eine Endstrecke durch den Unterschied Δt des Anfangszeitpunktes und des Endzeitpunktes teilen soll. Siehe mehr dazu unter grosses Delta ↗

Fußnoten




Die deutsche Fregatte Brandenburg: rund 240 Meter in etwa 24 Sekunden. Geschwindigkeit ist Strecke durch dafür benötigte Zeit, hier also 240 Meter durch 24 Sekunden. Das gibt 10 Meter pro Sekunde. Das entspricht 36 km/h oder etwa 20 Knoten, eine typische Geschwindigkeit für eine langsam fahrende Kriegsfregatte. Gunter Heim