Beschleunigungen

Beschleunigung ist in der Physik die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit. Sie ist ein Vektor, der Größe und Richtung angibt. Die SI-Einheit ist Meter pro Quadratsekunde (m/s^2). Man unterscheidet zwischen der momentanen Beschleunigung und der durchschnittlichen Beschleunigung über ein Intervall, a = Δv / Δt.

Mathematisch ist die Beschleunigung der zeitliche Ableiter der Geschwindigkeit: a = dv/dt. Bei konstanter Beschleunigung gilt v(t) = v0 + a t und der Ort s(t) = s0 + v0 t + 1/2 a t^2. Positive Vorzeichen bedeuten, dass die Geschwindigkeit in Richtung der Bewegung zunimmt; negatives a bedeutet eine Abnahme der Geschwindigkeit.

Beschleunigung steht in engem Zusammenhang mit Kräften: F = m a. Eine auf einen Körper wirkende Kraft verursacht eine Änderung seiner Geschwindigkeit. Auf der Erde führt die Schwerkraft zu einer Beschleunigung von etwa 9,81 m/s^2 im freien Fall, eine Größe, die als g bezeichnet wird und in vielen praktischen Fällen Orientierung bietet.

Bei kreisförmiger Bewegung besitzt die Geschwindigkeit eine Richtung, die Beschleunigung hat oft eine zentripetale Komponente a_c = v^2 / r. Man unterscheidet außerdem zwischen tangentialer Beschleunigung (Änderung der Geschwindigkeit) und radialer Beschleunigung (Richtungsänderung). In gekrümmter Bahn können beide Komponenten auftreten.

Beschleunigungen werden durch Beschleunigungsmesser gemessen, z. B. in Smartphones, Fahrzeugen und Raumfahrzeugen. Die Einheit g-Kraft (1 g = 9,81 m/s^2) wird häufig verwendet, um empfundene oder gemessene Beschleunigungen auszudrücken.

In der Relativitätstheorie hängt die gemessene Beschleunigung vom Bezugssystem ab. Die Eigenbeschleunigung (proper acceleration) ist die Beschleunigung, die ein Objekt tatsächlich fühlt; sie bleibt unabhängig vom Beobachter, während koordinatenabhängige Beschleunigungen variieren können.