Beschleunigungskavitäten

Beschleunigung bezeichnet in der Physik die zeitliche Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers. Als vektorielle Größe besitzt sie Betrag und Richtung und kann durch eine Änderung der Geschwindigkeit oder durch eine Richtungsänderung entstehen.

Mathematisch lässt sich die mittlere Beschleunigung über ein Intervall Δt durch ā = Δv/Δt bestimmen. Die momentane Beschleunigung a(t) ist dv/dt. Die Größe ist |a|; die Richtung entspricht der Richtung des Geschwindigkeitsvektors.

Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz F = m a ist die Beschleunigung proportional zur resultierenden Kraft und umgekehrt proportional zur Masse. Führt man äußere Kräfte aus, bestimmt die Richtung der resultierenden Kraft die Richtung der Beschleunigung. Bleibt die resultierende Kraft aus, bleibt die Geschwindigkeit konstant, und das Objekt bewegt sich gleichförmig.

Ein bekanntes Beispiel ist die Erdbeschleunigung g ≈ 9,81 m/s², die bei freiem Fall in Richtung Erdmittelpunkt wirkt.

Beschleunigung unterscheidet sich von der Geschwindigkeit: Die Geschwindigkeit ist die Änderungsrate der Position, die Beschleunigung die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Sie kann Null sein, wenn die Geschwindigkeit konstant bleibt (gleiche Richtung und Betrag). Ändert sich jedoch die Richtung der Bewegung, während der Betrag der Geschwindigkeit konstant bleibt, besitzt das Objekt dennoch Beschleunigung.

In der Relativitätstheorie bleibt a = dv/dt eine nützliche Größe, doch gravitative Effekte und hohe Geschwindigkeiten erfordern oft erweiterte Beschreibungen. Die einfache Formel F = m a dient in der klassischen Mechanik als Näherung, solange Geschwindigkeiten deutlich unter der Lichtgeschwindigkeit liegen.