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Negative Beschleunigung


Physik


Kurzinfo


Negativ heißt, dass man in einem gewählten Koordinatensystem entgegen der als positiv definiertien Richtung beschleunigt. Das kann sowohl einem Abbremsen als auch einer Zunahme der Geschwindigkeit entsprechen. Das ist hier kurz erklärt.

===== Die Grundidee: negativ in einem Koordinatensystem
Zur Bearbeitung physikalischer Fragen nutzt man oft ein Koordinatensystem. Das kann eindimensional sein, etwa als Kilometerstationen an einer Eisenbahnstrecke, zweidimensional wie die Längen- und Breitengrade auf einer Landkarte oder auch dreidimensional wie die Koordinaten von einer startenden Rakete. Wichtig ist, ob das Koordinatensystem überhaupt negatative Zahlen vorsieht oder nicht. So haben klassische Längen- und Breitengrade niemals negative Werte, man spricht alternativ zum Beispiel von westlicher und östlicher Länge oder südlicher und nördlicher Breite. In der Physik am weitesten verbreitet sind jedoch Koordinatensysteme, bei denen es auch negative Zahlen gibt. Am einfachsten lässt sich die Idee der negativen Beschleunigung an einem eindimensionalen Koordinatensystem erklären. Man stelle sich eine gerade Strecke einer Eisenbahn in einer großen Wüste vor. In der Mitte gibt es einen kleinen Bahnhof. An diesem Bahnhof steht der Streckenkilometer 0. Nach rechts werden die Kilometerstationen dann aufsteigend positiv bezeichnet, also mit zum Beispiel 1 km, 2 km, 3 km bis zu vielleicht 400 km. Nach links werden die Stationen dann negativ bezeichnet: -1 km, -2 km, -3 km und so weiter. Wenn ein Zug dann nach rechts fährt hat er eine positive Geschwindigkeit, die Kilometerzahlen werden dabei größer. Und wenn der Zug nach links fährt hat er eine negative Geschwindigkeit (die Kilometerzahlen werden kleiner. Genauso definiert man dann auch die Beschleunigung: wenn er nach rechts gesehen beschleunigt, ist die Beschleunigung positiv, wenn er nach links beschleunigt, ist die Beschleunigung negativ.

Die negative Beschleunigung als echte Bremsung oder Verzögerung


Eine Möglichkeit, eine negative Beschleunigung zu deuten, ist, sie als Bremsvorgang oder Verzögerung aufzufassen[1]. Fährt der Zug im oben beschriebenen Koordinatensystem von links nach rechts, hat er eine positive Geschwindigkeit. Nehmen wir an, er fährt mit 100 km/h von links nach rechts. Nur erfolgt eine negative Beschleunigung von 2 km/h pro Sekunde. Man kann das so deuteten, dass der Zug in jeder Sekunde 2 km/h an Geschwindigkeit verliert, also abgezogen werden. Nach 50 Sekunden wäre der Zug dann im Stillstand. So gedeutet ist die negative Beschleunigung ein Bremsvorgang, eine Verlangsamung oder, in der Sprache der Physik, eine Verzögerung ↗

Die negative Beschleunigung als Zunahme der Geschwindigkeit


Fasst man die negative Beschleunigung konsequent nur als Beschleunigung in die Richtung abnehmender Zahlenwerte (etwa x-Koordinaten, Kilometerstationen) auf, dann verliert das Wort negativ seinen engen Bezug zum Bremsen oder Verzögern und wir allgemeiner. Fährt der oben beschriebene Zug am Anfang mit 100 km/h von links nach rechts, und beschleunigt er dann konstant mit -2 km/h pro Sekunde, dann heißt das: solange die Geschwindigkeit noch positiv ist, wird sie in jeder Sekunde um 2 km/h kleiner. Nach 50 Sekunden dieser Verzögerung hat der Zug dann die Geschwindigkeit 0 km/h. Doch jetzt bleibt er nicht stehen sondern die Beschleunigung in negative Richtung geht weiter. Damit. Nach zwei weiteren Sekunden hat der Zug dann eine Geschwindigkei von -4 km/h. Und 50 Sekunden nach der Geschwindigkeit 0 km/h fährt er mit -100 km/h, also mit 100 km/h von rechts nach links. Setzt sich die negative Beschleunigung weiter fort, wird der Zug in Richtung links immer schneller. Die negative Beschleunig ist dann eine Zunahme der absoluten Geschwindigkeit ↗

Fußnoten