SUVAT-Rechner
Berechnen Sie Bewegungsparameter mit SUVAT-Gleichungen
SUVAT ist ein Satz von Gleichungen, die in der Kinematik verwendet werden, um Bewegungen unter konstanter Beschleunigung zu beschreiben. Die Buchstaben stehen für:
- S - Weg (Strecke relativ zum Ausgangspunkt)
- U - Anfangsgeschwindigkeit
- V - Endgeschwindigkeit
- A - Beschleunigung (konstant)
- T - Zeit
Diese Gleichungen sind grundlegend in der Physik für die Lösung von Problemen mit gleichmäßig beschleunigter Bewegung in einer geraden Linie.
Die fünf Hauptgleichungen
- v = u + at
- s = ut + ½at²
- s = vt - ½at²
- v² = u² + 2as
- s = ½(u + v)t
Verwendung der Gleichungen
- Jede Gleichung verwendet eine andere Kombination von Variablen
- Sie benötigen drei bekannte Variablen, um die anderen zu finden
- Wählen Sie die Gleichung, die Ihre bekannten Variablen enthält
- Die Einheiten müssen konsistent sein (SI-Einheiten empfohlen)
Häufige Anwendungen
- Freier Fall
- Fahrzeugbeschleunigung und -bremsung
- Wurfbewegung (vertikale Komponente)
- Aufzugbewegung
- Sportphysik
Einschränkungen
- Gilt nur bei konstanter Beschleunigung
- Bewegung muss geradlinig sein
- Vernachlässigt Luftwiderstand und Reibung
- Nicht geeignet für Kreisbewegungen
Beispiel 1: Freier Fall
Ein Objekt wird aus 20 m Höhe fallen gelassen:
- Anfangsgeschwindigkeit (u) = 0 m/s
- Beschleunigung (a) = 9,81 m/s²
- Weg (s) = -20 m
- Mit v² = u² + 2as:
- Endgeschwindigkeit = 19,8 m/s
- Fallzeit = 2,02 Sekunden
Beispiel 2: Autobewegung
Ein Auto beschleunigt aus dem Stand:
- Anfangsgeschwindigkeit (u) = 0 m/s
- Beschleunigung (a) = 3 m/s²
- Zeit (t) = 10 Sekunden
- Mit s = ut + ½at²:
- Zurückgelegter Weg = 150 Meter
- Endgeschwindigkeit = 30 m/s
Warum benötigen wir drei Variablen zur Lösung von SUVAT-Gleichungen?
SUVAT-Gleichungen beinhalten fünf Variablen. Um die verbleibenden Variablen zu finden, benötigen Sie mindestens drei bekannte Werte, um ein lösbares Gleichungssystem zu erstellen.
Wann sollte ich keine SUVAT-Gleichungen verwenden?
SUVAT-Gleichungen sind nicht geeignet für Situationen mit veränderlicher Beschleunigung, Kreisbewegungen oder wenn Kräfte wie Luftwiderstand die Bewegung wesentlich beeinflussen.
Welche Einheiten sollte ich bei SUVAT-Gleichungen verwenden?
SI-Einheiten werden empfohlen: Meter (m) für den Weg, Meter pro Sekunde (m/s) für die Geschwindigkeit, Meter pro Sekunde zum Quadrat (m/s²) für die Beschleunigung und Sekunden (s) für die Zeit.