Beschleunigung: Änderung der Durchschnittsgeschwindigkeit

Hast du etwas bemerkt? Wenn du im Bus stehst, und der Bus fährt geradeaus. Bei konstanter Geschwindigkeit ist es überhaupt kein Problem, das Gleichgewicht zu halten… Nur wenn der Bus bremst,... ...schneller wird… ...oder abbiegt,... ...schwankst du und musst dich festhalten. Wenn etwas die Geschwindigkeit ändert, beschleunigt es. Schau mal!

Dieser Bus steht still. Und jetzt fährt er an. Der Fahrer drückt sanft auf das Gaspedal und fährt geradeaus. Nach sechs Sekunden Fahrt ist die Geschwindigkeit angestiegen, von Null auf... – sagen wir – auf zwölf Meter pro Sekunde. Da sich die Geschwindigkeit geändert hat, sagen wir, dass der Bus beschleunigt.

Beschleunigung heißt: Wie schnell sich die Geschwindigkeit ändert – die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Wie stark beschleunigt der Bus? Das heißt, mit welcher Rate ändert sich die Geschwindigkeit des Busses? Und hier ist die Geschwindigkeit: zwölf Meter pro Sekunde. Die Änderung der Geschwindigkeit ist dann: Von null auf zwölf – das ist eine Steigerung von zwölf Metern pro Sekunde.

Um die Änderungsrate zu erhalten, benötigen wir auch die Zeit. Die Zeitspanne geht von null bis sechs Sekunden. Wir teilen also: Änderung der Geschwindigkeit durch Zeit und erhalten... die Änderungsrate: Die Beschleunigung. 12 geteilt durch sechs gleich zwei.

Und welche Maßeinheiten verwenden wir? Meter pro Sekunde, geteilt durch Sekunden? Das ergibt zwei Divisionen: Meter pro Sekunde... pro Sekunde? Ja, das ist eigentlich die Maßeinheit für Beschleunigung: Meter pro Sekunde, pro Sekunde!

Wir schreiben es in der Regel so: Meter pro Quadratsekunde. Beschleunigung ist die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Gemessen wird sie in Metern pro Quadratsekunde. Schau, der Bus fuhr geradeaus und erhöhte konstant seine Geschwindigkeit. Aber Beschleunigung kann auch andere Dinge bedeuten als die Steigerung von Geschwindigkeit.

Bremst der Fahrer etwa, so ist auch das eine Geschwindigkeitsänderung und damit: Beschleunigung. Im Alltag meinen wir mit Beschleunigung eine Erhöhung der Geschwindigkeit. Aber in der Physik umfasst Beschleunigung jede Änderung der Geschwindigkeit. Bremst ein Bus von 12 Meter pro Sekunde auf, sagen wir, die Hälfte dieser Geschwindigkeit... dann ist das also eine Änderung der Geschwindigkeit von minus sechs Metern pro Sekunde.

Wenn diese Änderung drei Sekunden dauert, dann berechnet sich die Beschleunigung so: Minus sechs Meter pro Sekunde... ...geteilt durch drei Sekunden... ...entspricht minus zwei Meter pro Quadratsekunde. Bei einer negativen Beschleunigung nimmt die Geschwindigkeit ab. Manchmal fallen Begriffe wie 'Verzögerung' oder 'Bremsung' anstatt 'Beschleunigung'. Aber wir bleiben bei negativer Beschleunigung. In einem beschleunigenden oder abbremsenden Bus musst du dich festhalten, um nicht zu fallen.

Bei konstanter Geschwindigkeit, wenn der Bus also nicht beschleunigt, kannst du sicher stehen. Musst du dich als stehender Buspassagier plötzlich festhalten, dann weil sich die Geschwindigkeit verändert hat. Je größer die Änderungsrate, desto mehr Halt benötigst du. Änderungsraten werden in Metern pro Quadratsekunde gemessen. Als Resultat dieser Messung erhältst du die Beschleunigung.