Anfangsgeschwindigkeit

Anfangsgeschwindigkeit, oft mit v0 oder u bezeichnet, ist die Geschwindigkeit eines Körpers zu einem festgelegten Zeitpunkt am Beginn eines Zeitabschnitts oder Bewegungsereignisses. Sie ist eine vektorielle Größe und umfasst Betrag und Richtung. Die Anfangsgeschwindigkeit dient als Anfangsbedingung in den kinematischen Gleichungen der klassischen Mechanik.

Bei einer Bewegung in einer Richtung mit konstanter Beschleunigung a gilt für den Ort s(t): s(t) = s0 + v0 t + 0,5 a t^2, und die Geschwindigkeit v(t) = v0 + a t, wobei t der Zeitraum seit dem Startzeitpunkt t0 ist. Oft wird t0 = 0 gewählt. Der Vektor v0 bestimmt Richtung und Anfangsgeschwindigkeit der weiteren Bewegung.

Bei zweidimensionaler Projektion zerlegt man v0 in die Komponenten v0x und v0y; v0x = v0 cos θ, v0y = v0 sin θ. Die horizontale Komponente bleibt bei Vernachlässigung des Luftwiderstands annähernd konstant, während die vertikale Komponente durch die Gravitationsbeschleunigung g abnimmt bzw. zunimmt.

Die Anfangsgeschwindigkeit ist relativ zu einem Bezugssystem zu verstehen. Ein Wechsel des Referenzrahmens kann v0 verändern, auch wenn der Startzustand objektiv gleich bleibt. In vielen Anwendungen wird v0 so gewählt, dass der Startzeitpunkt t0 dem Ereignis des Loslassens entspricht, wodurch die Gleichungen vereinfacht werden.