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Merkmale und Grundlagen sportlicher Bewegung
Anwendung mechanischer Gesetze auf sportliche Bewegungen
Die Gesetze der Kinematik Die Kinematik beschreibt Bewegungen von Körpern räumlich und zeitlich, ohne die Ursachen der Bewegung (Kräfte) zu betrachten. •
räumliche Beschreibung: Eine geradlinige Bewegung (Translation) wird durch die Größen Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung beschrieben. Einer Drehbewegung (Rotation) wird durch die Größen Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung beschrieben. bei den meisten Bewegungen kommen Translationen und Rotationen gleichzeitig vor bzw. überlagern sich!
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zeitliche Beschreibung: Eine gleichförmige Bewegung läuft mit einer konstanten Geschwindigkeit ab. Eine ungleichförmige Bewegung kann eine gleichmäßig beschleunigte (oder gebremste) Bewegung bzw. eine ungleichmäßig beschleunigte Bewegung sein. mit
Die Gesetze der Dynamik Die Dynamik untersucht der Kräfte, die einer Bewegung zugrunde liegen Translationsbewegungen Masse und Kraft •
Trägheitssatz (1. newtonsche Gesetz) „Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung, wenn er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.“
→ je größer die Masse eines Körpers, desto größere Kräfte sind nötig um sie in Bewegung zu setzen
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Beschleunigungssatz (2. newtonsche Gesetz) „Die Änderung der Bewegung einer Masse ist der Einwirkung der bewegenden Kraft proportional und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene Kraft wirkt.“ F
=
Kraft
=
m⋅a Masse ⋅ Beschleunigung
→ je größer die Kraft, die auf einen Körper wirkt, desto größer die Beschleunigung → je kleiner die Masse des Körpers, desto größer die Beschleunigung
Impuls F ⋅ ∆t
=
Kraftstoß
=
m ⋅ ∆v Bewegungsimpuls
→ je größer der Kraftstoß, desto größer der Bewegungsimpuls → je größer die Zeit, während der die Kraft auf einen Körper wirkt, desto größer wird der Kraftstoß → je größer die Masse eines Körpers, desto größer muss der Kraftstoß sein um die gleiche Beschleunigung zu erreichen
Rotationsbewegungen Trägheitsmoment J Trägheitsmoment
= =
m ⋅ r2 Masse ⋅ Radius2
→ je größer die Masse und je weiter die Teilmassen von der Drehachse entfernt sind, desto größer ist das Trägheitsmoment Drehmoment M
=
Drehmoment
=
F⋅r Kraft ⋅ Radius
→ je größer die Kraft und je weiter von der Drehachse entfernt sie angreift, desto größer ist das Drehmoment Drehimpuls L Drehimpuls
= =
J ⋅ ω Trägheitsmoment ⋅ Winkelgeschwindigkeit
→ je größer die Winkelgeschwindigkeit und je größer das Trägheitsmoment, desto größer ist der Drehimpuls
