Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung
Kurz gesagt
Geschwindigkeit beschreibt, wie schnell und in welche Richtung sich ein Körper bewegt. Beschleunigung beschreibt, wie sich seine Geschwindigkeit verändert – etwa indem er schneller wird, langsamer wird oder seine Bewegungsrichtung ändert.
Der HauptunterschiedGeschwindigkeit gibt die Ortsänderung pro Zeit an; Beschleunigung gibt die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit an.
Beide sind gerichtete physikalische Größen zur Beschreibung von Bewegung; Geschwindigkeit beschreibt die Ortsänderung pro Zeit, Beschleunigung die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit.
Steckbriefe
Steckbrief: Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit gibt an, wie stark sich der Ort eines Körpers in einer bestimmten Zeit ändert. In der Physik umfasst sie auch die Bewegungsrichtung.
- Ortsänderung pro Zeit
- Einheit: Meter pro Sekunde
- Betrag und Richtung
Beispiel Das Fahrrad fährt mit 5 Metern pro Sekunde nach Osten.
Steckbrief: Beschleunigung
Die Beschleunigung gibt an, wie stark sich die Geschwindigkeit eines Körpers pro Zeit ändert. Sie kann den Betrag der Geschwindigkeit, ihre Richtung oder beides verändern.
- Geschwindigkeitsänderung pro Zeit
- Einheit: Meter pro Sekunde zum Quadrat
- Betrag und Richtung
Beispiel Das Fahrrad wird innerhalb einer Sekunde deutlich schneller.
Auf einen Blick
| Merkmal | Geschwindigkeit | Beschleunigung |
|---|---|---|
| Was ist es? | Bewegung: Ortsänderung in einer Zeitspanne | Änderung der Geschwindigkeit in einer Zeitspanne |
| Typisch | Wie schnell und in welche Richtung? | Wie schnell ändert sich die Geschwindigkeit? |
| Wofür / wann? | Bewegung eines Körpers beschreiben | Änderungen der Bewegung beschreiben |
| Beispiel | Ein Zug fährt 80 km/h nach Norden. | Ein Zug fährt an und wird schneller. |
| Formel | Mittlere vektorielle Geschwindigkeit = Ortsänderung ÷ Zeitintervall | Mittlere Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung ÷ Zeitintervall |
| SI-Einheit | Meter pro Sekunde (m/s) | Meter pro Sekunde zum Quadrat (m/s²) |
| Kann null sein? | Null bei unverändertem Ort | Null bei unveränderter Geschwindigkeit |
Im Detail
Was die Größen jeweils messen
Geschwindigkeit verknüpft eine Ortsänderung mit der dafür benötigten Zeit. Bewegt sich ein Körper geradlinig in gleichbleibender Richtung und legt in einer Sekunde drei Meter zurück, beträgt seine mittlere Geschwindigkeit in diesem Zeitraum drei Meter pro Sekunde. Bei geradlinig gleichförmiger Bewegung bleiben Betrag und Richtung der Geschwindigkeit konstant.
Beschleunigung beschreibt nicht den zurückgelegten Weg, sondern die Veränderung der Geschwindigkeit. Wird ein Auto in jeder Sekunde um zwei Meter pro Sekunde schneller, beträgt seine Beschleunigung in dieser Richtung zwei Meter pro Sekunde zum Quadrat. Das Quadrat in der Einheit entsteht, weil eine Geschwindigkeitsänderung pro Zeit angegeben wird.
Richtung zählt mit
In der Physik sind Geschwindigkeit und Beschleunigung gerichtete Größen: Zu ihrem Betrag gehört jeweils eine Richtung. Im Alltag meint „Geschwindigkeit“ oft nur das Tempo, also den Betrag. Darum kann eine Anzeige beispielsweise 50 km/h nennen, ohne die Fahrtrichtung anzugeben.
Eine Beschleunigung kann auch dann auftreten, wenn das Tempo gleich bleibt. Ein Auto, das gleichmäßig um eine Kurve fährt, ändert fortlaufend seine Richtung; deshalb ändert sich seine Geschwindigkeit und es ist beschleunigt. Die Beschleunigung zeigt dabei zum Kurveninneren.
Gleichförmige Bewegung und Beschleunigen
Bewegt sich ein Körper geradlinig und mit gleichbleibender Geschwindigkeit, ist seine Beschleunigung null. Das gilt auch für einen Körper, der stillsteht: Seine Geschwindigkeit bleibt null. Eine Bewegung kann also eine Geschwindigkeit haben, ohne dass gerade eine Beschleunigung vorliegt.
Beim Anfahren nimmt die Geschwindigkeit meist zu; beim Bremsen nimmt ihr Betrag meist ab. Eine Beschleunigung entgegen der Bewegungsrichtung bewirkt häufig ein Langsamerwerden. Ob ein rechnerisch negatives Vorzeichen tatsächlich „langsamer“ bedeutet, hängt jedoch davon ab, wie die Bewegungsrichtung als positiv festgelegt wurde.
So hängen die Einheiten zusammen
Geschwindigkeit wird im Alltag häufig in Kilometern pro Stunde angegeben, in physikalischen Rechnungen oft in Metern pro Sekunde. Für Beschleunigung verwendet man Meter pro Sekunde zum Quadrat. Diese Einheit lässt sich als Änderung der Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde während jeder Sekunde verstehen.
Die mittlere Beschleunigung ergibt sich aus der Geschwindigkeitsänderung geteilt durch die dafür verstrichene Zeit. Ändert sich die Geschwindigkeit beispielsweise in gleichbleibender Richtung von 2 m/s auf 8 m/s in drei Sekunden, beträgt die mittlere Beschleunigung 2 m/s². Das Ergebnis beschreibt die Änderung über das betrachtete Zeitintervall.
Woran erkennt man den Unterschied?
- Fragen Sie bei Geschwindigkeit: „Wie schnell bewegt sich der Körper, und wohin?“
- Fragen Sie bei Beschleunigung: „Ändert sich sein Tempo oder seine Richtung?“
- Achten Sie auf die Einheit: m/s bezeichnet Geschwindigkeit, m/s² Beschleunigung.
- Prüfen Sie, ob Bewegung geradlinig und gleichförmig ist; dann ist die Beschleunigung null.
Gemeinsamkeiten
- Beide Größen beschreiben Aspekte der Bewegung.
- Beide können in der Physik Betrag und Richtung haben.
- Beide lassen sich für einen bestimmten Zeitpunkt oder Zeitraum angeben.
Häufiger Irrtum
Irrtum: „Wenn sich etwas bewegt, ist es automatisch beschleunigt.“
Richtig: Bei geradliniger Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ist die Beschleunigung null.
Irrtum: „Beschleunigung bedeutet immer, dass etwas schneller wird.“
Richtig: Sie kann auch ein Langsamerwerden oder eine Richtungsänderung bewirken.
Häufige Fragen
Kann die Beschleunigung null sein, obwohl sich ein Körper bewegt?
Ja. Fährt ein Körper geradlinig mit gleichbleibender Geschwindigkeit, ändert sich seine Geschwindigkeit nicht und die Beschleunigung ist null.
Wird ein Körper bei negativer Beschleunigung immer langsamer?
Nein. Das Vorzeichen hängt von der gewählten positiven Richtung ab. Ein Körper wird langsamer, wenn seine Beschleunigung seiner Bewegungsrichtung entgegenwirkt.
Warum hat Beschleunigung die Einheit m/s²?
Beschleunigung ist die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit. Da Geschwindigkeit in m/s gemessen wird und durch Sekunden geteilt wird, ergibt sich m/s².
