Basiswissen

Wie viel Strecke ein Objekt in einer bestimmten Zeit zurücklegt nennt man die Geschwindigkeit. Man erhält dann immer die durchschnittliche oder mittlere Geschwindigkeit über den betrachteten Zeitraum. Man kann alternativ Geschwindigkeiten indirekt über Strecken und Zeiten oder direkt über ihre physikalische Wirkung messen. Damit erhält man oft den Wert der sogenannten Momentangeschwindigkeit.

Die Messung von Strecken und Zeiten

Misst man eine Strecke, die ein Objekt in einer bestimmten Zeit zurücklegt und verteilt man die gemessenen Streckeneinheiten über eine mathematische Division gleichmäßig auf die dafür benötigten Zeiteinheiten, so ist das Ergebnis die durchschnittliche oder mittlere Geschwindigkeit über diese Strecke oder während dieser Zeit. In der Physik bringt sagt man kurz, Geschwindigkeit ist "Strecke durch Zeit". Man kann zwei sinnverwandte aber in der praktischen Anwendung leicht unterschiedliche Methoden unterscheiden:

a) Man misst, wie viel Zeit ein Objekt für eine bestimmte Strecke benötigt Geschwindigkeitsmessung (Translations-Methode)^{[1] ↗}

b) Man misst, wie viel Zeit ein Objekt bekannter Länge benötigt, um vor einem festen Punkt vorbei zu ziehen Geschwindigkeitsmessung (Transit-Methode)^{[2] ↗}

Beide diese Methoden liefer eine durchschnittliche oder mittlere Geschwindigkeit. Oft sind es praktische Erwägungen, welche der beiden Methoden man benutzt. Bei richtiger Ausführung geben sie immer auch dasselbe Ergebnis.

Die Messung physikalischer Effekte

Ganz anders geht man bei der Messung einer Geschwindigkeit über ihre physikalische Wirkungen vor. Eine schon früh in der Luftfahrt genutzte Methode war es zum Beispiel, eine Metallplatte vom Gegenwind gegen eine Feder andrücken zu lassen. Die Strecke, über die die Metallplatte aus ihrer Ausgangslage gedrückt war, zeigte dann als sogenannte Proxy-Variable^[3] die Geschwindigkeit an. Eine andere Methode lässt ein sich bewegendes Objekte über eine geeignete Mechanik eine Drehung erzeugen. Wird aus der Drehung über einen Dynamo ein elektrischer Strom induziert, so zeigt der Strom wiederum die momentane Geschwindigkeit an. Das ist die Funktionsweise eines klassischen Tachometers, etwa an Fahrrädern. Aber auch Schalleffekte oder die Kühlung durch den Fahrtwind lassen Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit zu.

Häufig genutzte Einheiten der Geschwindigkeit

Millimeter pro Sekunde ↗
Zentimeter pro Sekunde ↗
Meter pro Sekunde ↗
Kilometer pro Sekunde ↗
Meilen pro Stunde ↗
Seemeilen pro Stunde ↗

Fußnoten

[1] Als Translation bezeichnet man die Bewegung eines Körpes, wenn sich alle seine Teile auf geraden und zueinander parallelen Bahnen bewegen. Ist die betrachtete Bewegung nicht geradlinig, wie etwa bei der Fahrt einer Lok in einer Kurve, so muss man beachten, dass die Teile am Außenradius sich schneller bewegen als die Teile näher am Mittelpunkt. Siehe auch Translation ↗

[2] Von einem Transit kann man sowohl sprechen, wenn eine kleines Objekt vor einem größeren Objekt vorbeizieht (Mond vor Planet, Planet vor Stern) oder auch, wenn ein größeres Objekt ein scheinbar kleineres Objekt passiert (Schiff vor Baum). Siehe auch Transit ↗

[3] Proxy-Variable heißt so viel wie Stellvertreter-Vertreter. Man misst etwas anderes als man eigentlich messen möchte, kann aber über bekannte rechnerische Verbindungen auf den gewünschten Messwert schließen. Siehe mehr unter Proxy-Variable ↗