Kinematik

Beschreibung von Bewegungen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten Bewegungen zu beschreiben. Nehmen wir zum Beispiel eine Tachoscheibe
 
                      
 
 
Auf einer solchen Scheibe werden verschiedene Werte registiert. Man sieht zu welcher Zeit ( am Rand) der Fahrer welche Geschwindigkeit ( Mitte) gefahren ist. Es werden also die Werte "Zeit" und "Geschwindigkeit" aufgenommen.
Im Allgemeinen hat man bei Bewegungen aber häufig das Problem, dass kein "Tachometer" vorhanden ist, mit dem man Geschwindigkeiten messen kann. Dann wird man im einfachsten Fall der zurückgelegten Weg in Abhängigkeit von der Zeit messen. Man fertigt danach zur Auswertung sogenannte t-s-Diagramme an. In einem t-s-Diagramm wird auf der Abszisse (x-Achse) die Zeit und auf der Ordinate (y-Achse) der dazu gehörige zurückgelegte Weg ( vom Start ausgehend) aufgetragen. Der Graph dieser Diagramme macht dann Aussagen über die Art der Bewegung.
Beispiel der Untersuchung einer Bewegung: Anfahren eines Fahrradfahrers
Es werden folgende Messwerte aufgenommen:
 
s (zurückgelegte Strecke)
4 m
8 m
12 m
16 m
20 m
24 m
28 m
t (dazu benötigte Zeit)
1,8 s
2,8 s
3,8 s
4,6 s
5,1 s
5,5 s
5,9 s
 
Diese Messwerte werden in einem t-s-Diagramm dargestellt (am einfachsten mit einer Tabellenkalkulation (z.B. Excel))
 
 
Aus diesem Diagramm werden jetzt verschiedene Schlussfolgerungen über die Bewegung gezogen. Zum Beispiel sieht man sofort, dass es sich um eine beschleunigte Bewegung handeln muss, da am Schluss mehr Strecke in dem gleichen Zeitintervall zurückgelegt wird als am Anfang, d.h. die Geschwindigkeit hat zugenommen.
 
Wie bestimmt sich jetzt aber die Geschwindigkeit genau? In diesem Fall kann man zunächst nur Durchschnittsgeschwindigkeiten bestimmen.
Es wird dabei festgelegt:
 
 
 
Es ergibt sich somit die Einheit:
 
 
 
Konkret heißt dies jetzt für den obigen Fall:
Wollen wir die Durchschnittsgeschwindigkeit am Anfang und am Ende bestimmen, müssen wir uns ein Zeitintervall am Anfang und am Ende wählen und die in diesem Zeitintervall zurückgelegte Strecke wählen. Also z. Bsp. Anfang: Zeitintervall von  1,8 s bis 2,8 s mit der Strecke 4 m;  Ende: Zeitintervall von 5,5 s bis 5,9 s mit ebenfalls 4 m.
Es ergibt sich somit:
 
       
Eine Umrechnung in die im Alltag häufige Einheit km/h ist recht einfach. Es gilt nämlich: