Mechanik – Bewegungen und Kräfte
Die Mechanik ist das älteste Teilgebiet der Physik. Sie beantwortet zwei Fragen: Wie bewegt sich ein Körper – und warum bewegt er sich so? Das „Wie“ beschreibt die Kinematik mit Strecke, Zeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Das „Warum“ klärt die Dynamik mit dem Begriff der Kraft.
Die wichtigsten Größen der Mechanik
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Formel |
|---|---|---|---|
| Strecke, Weg | s | m | – |
| Zeit | t | s | – |
| Geschwindigkeit | v | m/s | v = s / t |
| Beschleunigung | a | m/s² | a = Δv / Δt |
| Masse | m | kg | – |
| Kraft | F | N | F = m · a |
| Dichte | ρ | kg/m³ | ρ = m / V |
| Druck | p | Pa | p = F / A |
Bewegungen beschreiben
Ob eine Bewegung schnell oder langsam ist, hängt immer vom Bezugssystem ab. Wer im fahrenden Zug sitzt, ist gegenüber seinem Sitz in Ruhe – gegenüber dem Bahnsteig aber 120 km/h schnell. Physiker geben deshalb an, worauf sie eine Bewegung beziehen; meist ist es der Erdboden.
- Gleichförmige Bewegung: Die Geschwindigkeit bleibt gleich – etwa ein Auto mit Tempomat auf gerader Strecke. → Geschwindigkeit
- Beschleunigte Bewegung: Die Geschwindigkeit ändert sich – beim Anfahren, Bremsen oder im freien Fall. → Beschleunigung, freier Fall
- Kreisbewegung: Selbst bei gleichem Tempo ändert sich die Richtung ständig – auch das ist eine Beschleunigung.
Kräfte erkennen
Eine Kraft erkennst Du an ihrer Wirkung: Sie kann einen Körper verformen oder seine Bewegung ändern – schneller, langsamer oder in eine andere Richtung. Kräfte haben einen Betrag und eine Richtung und werden deshalb als Pfeile gezeichnet.
Merke
Ohne Kraft ändert sich nichts an einer Bewegung: Ein Körper bleibt in Ruhe oder fährt geradeaus mit gleicher Geschwindigkeit weiter. Dass Dinge im Alltag „von selbst“ langsamer werden, liegt an der Reibung – auch das ist eine Kraft.
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