FD - Kapitel 2 - Teil 2 - Kinematik Flashcards
Komplexere Themen der Bewegung für ein tieferes Verständnis
Was beschreibt eine periodische Bewegung?
Eine Bewegung, die sich in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt, z.B. Pendel oder Schaukeln.
Was bedeutet Schwingungsdauer (Periodendauer)?
Zeit, die ein Objekt benötigt, um eine vollständige Schwingung auszuführen.
Formel für die Frequenz einer Schwingung:
𝑓 = 1/ 𝑇,
wobei 𝑇 die Schwingungsdauer ist.
T die Zeit für eine vollständige Bewegung.
Schwingungsdauer T = 2s.
Frequenz f = 1/2 = 0,5 Hz
In jeder Sekunde macht das Pendel eine halbe Schwingung.
Was versteht man unter einer harmonischen Schwingung?
Eine ideale periodische Bewegung, z.B. Bewegung einer Feder oder eines Pendels bei kleinen Winkeln.
Formel der harmonischen Schwingung (Ortsfunktion):
𝑥 ( 𝑡 ) = 𝐴 ⋅ sin ( 𝜔 𝑡 + 𝜑 )
𝑥 ( 𝑡 ): Position zum Zeitpunkt 𝑡.
𝐴 : Amplitude (maximale Auslenkung).
𝜔 : Kreisfrequenz (Wie schnell wird geschwungen). rad/s
𝜑 : Phasenverschiebung (Startposition der Schwingung).
Was ist die Winkelgeschwindigkeit
𝜔?
Geschwindigkeit, mit der ein Winkel bei Kreis- oder Schwingungsbewegungen durchlaufen wird.
Formel Winkelgeschwindigkeit 𝜔 bei harmonischer Schwingung:
𝜔 = 2 𝜋 𝑓
Was bedeutet Kreisbewegung in der Kinematik?
Bewegung eines Körpers auf einer kreisförmigen Bahn, z.B. ein Karussell.
Unterschied zwischen Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit?
Bahngeschwindigkeit misst den zurückgelegten Weg pro Zeit, Winkelgeschwindigkeit misst den durchlaufenen Winkel pro Zeit.
Wie lautet die Beziehung zwischen Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit?
𝑣 = 𝜔 ⋅ 𝑟 ,
mit Radius 𝑟.
Was ist eine negative Beschleunigung?
Wenn ein Objekt langsamer wird (auch Verzögerung oder Bremsung genannt).
Wie interpretiert man ein Weg-Zeit-Diagramm?
Steilere Kurve bedeutet höhere Geschwindigkeit;
horizontale Linie bedeutet Stillstand.
Was bedeutet eine horizontale Linie in einem Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm?
Konstante Geschwindigkeit, keine Beschleunigung.
Was bedeutet es, wenn eine Geschwindigkeitskurve in einem v-t-Diagramm fällt?
Das Objekt wird langsamer (negative Beschleunigung).
Wie berechnet man die zurückgelegte Strecke aus einem v-t-Diagramm?
Die Fläche unterhalb der Kurve entspricht der Strecke.
Wie berechnet man die zurückgelegte Strecke bei konstanter Beschleunigung ohne Zeit?
𝑠 = 𝑣² − 𝑣₀² / 2 𝑎
umgeformt aus
v² = v²₀ + 2 * a * s
Warum lehnt man sich in einer Kurve nach außen?
Wegen der Trägheit versucht dein Körper geradeaus weiterzufahren, während das Fahrzeug die Richtung ändert.
Warum fühlen wir beim schnellen Anfahren oder Bremsen Kräfte?
Weil unser Körper in seinem Bewegungszustand bleiben möchte (Trägheit).
Warum bewegt sich ein Ballon plötzlich nach vorne, wenn man in einem Auto bremst?
Weil die schwerere Luft im Fahrzeug stärker nach vorne gedrückt wird und den Ballon dadurch nach vorne drängt.
Warum fliegt Wasser aus einem rotierenden Eimer nicht heraus?
Durch die Zentrifugalkraft (Trägheit) wird das Wasser nach außen gedrückt und bleibt im Eimer.
Warum können Satelliten um die Erde kreisen?
Weil sie so schnell um die Erde fallen, dass sie an ihr vorbei fallen und dadurch in einer Umlaufbahn bleiben.
Was ist eine Relativbewegung?
Bewegung, die von einem bestimmten Beobachter aus wahrgenommen wird. ⚠️Bewegung hängt immer vom Beobachter ab.⚠️
Wenn zwei Autos mit gleicher Geschwindigkeit nebeneinander fahren, wie sehen sie sich gegenseitigen?
Sie sehen sich gegenseitig als ruhend, da ihre relative Geschwindigkeit null ist.
Wie berechnet man relative Geschwindigkeit in gleicher Richtung?
𝑣 rel = 𝑣₁ − 𝑣₂
Wie berechnet man relative Geschwindigkeit bei entgegengesetzter Richtung?
𝑣 rel = 𝑣₁ + 𝑣₂
Warum ist Kinematik beim Brückenbau wichtig?
Weil Ingenieure berücksichtigen müssen, wie sich Bauteile bei Belastungen und Bewegungen verformen oder verschieben.
Warum berücksichtigt man bei Gebäuden das Schwingungsverhalten?
Damit Gebäuden bei Erdbeben, Wind oder Verkehr nicht gefährlich schwingen und beschädigt werden.
Warum muss man Bewegungen von Kränen genau berechnen?
Um sicherzustellen, dass Lasten kontrolliert und sicher bewegt werden und der Kran nicht umkippt.
Was beschreibt eine „Setzung“ im Bauwesen?
Eine langsame, unerwünschte Bewegung von Gebäuden oder Baugrund nach unten, die zu Schäden führen kann.
Was ist ein Pendelstab (Pendelstütze) im Ingenieurbau?
Ein Bauteil, das Kräfte aufnimmt und sich um einen Punkt frei drehen (pendeln) kann, wodurch bestimmte Bewegungen möglich werden.
Warum rollen schwere Dinge bergab schneller als leichte?
Tatsächlich rollen sie gleich schnell (ohne Luftwiderstand), da alle Objekte gleich stark beschleunigt werden (Schwerkraft).
Warum fliegt ein Fußball in einem Bogen?
Weil er gleichzeitig nach vorne fliegt und durch die Schwerkraft nach unten gezogen wird.
Warum muss man beim Fahrrad-/Motorradfahren in die Kurve hinein lehnen?
Damit man nicht aus der Kurve „hinausgetragen“ wird, balanciert man die wirkende Zentrifugalkraft aus.
Warum spürt man kaum Geschwindigkeit im Flugzeug?
Weil der Körper nur Geschwindigkeitsänderungen spürt, nicht die gleichmäßige Geschwindigkeit.
Warum ist es gefährlich, plötzlich auf Glatteis zu bremsen?
Weil die Reifen keine Haftung mehr haben und das Auto unkontrolliert rutschen kann.
