Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell oder wie langsam sich ein Körper bewegt. Sie ist eine gerichtete (vektorielle) physikalische Größe und hat damit in jedem Punkt der Bewegung eines Körpers einen bestimmten Betrag und eine bestimmte Richtung (Bild 1).

Formelzeichen: v

Einheiten:	ein Meter je Sekunde (1 m/s)
	ein Kilometer je Stunde (1 km/h)

Für die Einheiten gilt:

In der Schifffahrt wird als Einheit ein Knoten (1 kn) genutzt:

Die Geschwindigkeit von Flugzeugen wird manchmal in Mach angegeben. Ein Mach bedeutet, dass das Flugzeug mit Schallgeschwindigkeit fliegt:

Geschwindigkeiten in Natur und Technik

In der nachfolgenden Übersicht sind Geschwindigkeiten in Natur und Technik angegeben.

Geschwindigkeiten	in m/s	in km/h
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mittlere Geschwindigkeit der Erde	299 792 458	1 079 252 849
um die Sonne	30 000	108 000
Erdsatellit	7 900	28 440
Panzergeschoss	1 500	5 400
Schallgeschwindigkeit in Wasser bei 20 °C	1 484	5 342
Jagdflugzeug	bis 1 000 (3,3 Mach)	bis 3 600
Geschoss eines Karabiners	870	3 130
Punkt am Äquator aufgrund der Erdrotation	464	1 670
höchste mit einem Auto erreichte Geschwindigkeit	341	1 228
Schall in Luft bei + 20 °C	344	1 238
bei 0 °C	332	1 195
bei - 20 °C	320	1 152
Passagierflugzeug	250	900
schnellstes Motorrad der Welt (1990)	144	518
schnellster Zug (TGV, Frankreich)	143	515
Abfahrtslauf	bis 62	bis 224
Mauersegler	bis 50	bis 180
Luftausstoß aus der Nase beim Niesen	bis 47	bis 170
Erregungsleitung beim Menschen	1 ... 100	3,6 ... 360
Fallschirmspringer, Schirm nicht geöffnet	bis 57	bis 205
Orkan Windstärke 12	mehr als 32,7	mehr als 118
Gepard	bis 33	bis 120
Thunfisch beim Schwimmen	bis 21	bis 76
Rennpferd	bis 19	bis 70
Hase	bis 18	bis 65
Windhund	bis 18	bis 65
Delfin	bis 13	bis 47
Sperling	bis 13	bis 47
Eisschnelllauf (10 000 m)	21,1	44
Elefant	bis 11	bis 40
Sprinter (Weltrekord)	10,2	36,7
Hai	bis 10	bis 36
Regentropfen	bis 8	bis 29
Langläufer (Weltrekord 10 000 m)	6,3	22,7
Fallschirmspringer bei geöffnetem Schirm	5	18
Schwimmen (50-m-Weltrekord)	2,3	8,3
Fußgänger, normale Geschwindigkeit	1,4	5,0
Fahrstühle	0,8 ... 1,4	2,9 ... 5
Blutgeschwindigkeit in den Adern	0,55	2
Schnecke (Weltrekord)	0,0016 = 1,6 mm/s	0,0058
Driftgeschwindigkeit von Elektronen in elektrischen Leitern	etwa 0,005 = 0,5 mm/s	0,0018
Bewegung von Gletschereis	etwa 0,006 mm/s	(10 m ... 100 m pro Jahr)
Wachstum eines Haares pro Tag	0,3 mm/Tag bis 0,4 mm/Tag

Durchschnittsgeschwindigkeit und Augenblicksgeschwindigkeit

Bei der Geschwindigkeit ist zwischen der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Augenblicksgeschwindigkeit (Momentangeschwindigkeit) zu unterscheiden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit gibt an, wie groß die mittlere Geschwindigkeit längs einer Strecke ist, die ein Körper in einer bestimmten Zeit zurücklegt.
Die Augenblicksgeschwindigkeit gibt die Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt an.

Messen der Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit eines Körpers kann mit einem Geschwindigkeitsmesser oder Tachometer gemessen werden (Bild 2). Mit einem Tachometer wird die jeweilige Augenblicksgeschwindigkeit gemessen.

Die Geschwindigkeit kann auch mit Lasermessgeräten (Laserpistolen), mit Radargeräten oder mithilfe von Induktionsschleifen gemessen werden. Ausführliche Hinweise dazu sind unter dem Stichwort "Geschwindigkeitsmessung" zu finden.

Berechnen der Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit eines Körpers kann allgemein mit den Gleichungen berechnet werden.

Dabei bedeuten:	s	zurückgelegter Weg
	t	benötige Zeit

Für eine gleichförmige Bewegung (v = konstant) gilt die berechnete Geschwindigkeit für jeden Ort der Bewegung. Bei einer ungleichförmige Bewegung ergibt sich mit der genannten Gleichung eine mittlere Geschwindigkeit, die auch Durchschnittsgeschwindigkeit genannt wird. Es ist üblich, Durchschnittsgeschwindigkeiten mit einem Strich über dem Formelzeichen zu versehen. Für die Durchschnittsgeschwindigkeit gilt also:

Für eine gleichförmige Kreisbewegung (v = konstant) gilt:

Dabei bedeuten:	r	Radius der Kreisbahn
	T	Zeit für einen Umlauf (Umlaufzeit)
	n	Drehzahl

Für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung
(Beschleunigung a = konstant) gilt:

Dabei bedeuten:	a	Beschleunigung
	s	Weg
	t	Zeit

Für den freien Fall als spezielle gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit der Beschleunigung

Dabei bedeuten:	g	Fallbeschleunigung
	s	Weg
	t	Zeit