Gleichförmige Bewegung

Eine gleichförmige Bewegung (gleichförmige Translation) ist eine Bewegung, die durch konstante Geschwindigkeit gekennzeichnet ist und somit durch die Abwesenheit einer resultierenden Kraft.

Da mit der Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsvektor ${\vec {v}}(t)$ gemeint ist folgt aus der Konstanz der Geschwindigkeit, dass sich weder der Betrag der Geschwindigkeit (anschaulich gesprochen die „Größe“ der Geschwindigkeit) noch die Bewegungsrichtung ändert. Der manchmal erfolgende Zusatz der „geradlinigen“ gleichförmigen Bewegung ist also überflüssig.

Die gleichförmige Bewegung ist ein Spezialfall der gleichmäßig beschleunigten Bewegung mit der Beschleunigung $a=0\,\mathrm {\tfrac {m}{s^{2}}} \,.$ Das Aufstellen von Bewegungsgleichungen ist hier besonders leicht.

Gesetzmäßigkeiten

Nach dem Trägheitssatz bewegt sich jeder Körper gleichförmig, auf den keine resultierende Kraft wirkt (d. h. die Gesamtsumme aller Kräfte ist gleich Null). Die Möglichkeit, dass der Körper in Ruhe verharrt, kann als gleichförmige Bewegung mit der Geschwindigkeit $v=0\,\mathrm {\tfrac {m}{s}}$ aufgefasst werden.

Ohne Vektordarstellung

Bei einer gleichförmigen Bewegung gilt für die im Zeitraum $\!\ \Delta t$ zurückgelegte Strecke $\!\ \Delta s$: Der Wert von $v={\tfrac {\Delta s}{\Delta t}}$ ist konstant.

$\!\ \Delta t$ wird verwendet, weil man hier keine absolute Zeit einsetzt (z. B.: 4. November 14:00 Uhr), sondern eben nur die Länge eines Zeitraums bzw. eine Zeitdifferenz, beispielsweise 10 min.

Die während der Zeitdifferenz $\!\ \Delta t$ zurückgelegte Strecke $\!\ \Delta s$ lässt sich in diesem Fall berechnen durch $\Delta s=v\cdot \Delta t$

Vektorielle Darstellung

Vektoriell formuliert gelten folgende Gesetze:

Beschleunigungs-Zeit-Gesetz:

${\vec {a}}(t)={\vec {a}}={\dot {\vec {v}}}(t)={\ddot {\vec {s}}}(t)=0\,\mathrm {\frac {m}{s^{2}}}$

Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz:

${\vec {v}}(t)={\vec {v}}_{0}={\text{konst.}}\,$ (definitionsgemäß) sowie

Weg-Zeit-Gesetz:

${\vec {s}}(t)={\vec {v}}_{0}\cdot t+{\vec {s}}_{0}$

Dabei bezeichnen:

${\vec {s}}_{0}$ = Ortsvektor zur Zeit $t=0\,\mathrm {s} \,,$

${\vec {v}}_{0}$ = (konstante) Geschwindigkeit,

${\vec {a}}$ = Beschleunigung und

$\!\ t$ = Zeit.

Ungenaue Verwendung des Begriffs

Bei einer Kreisbewegung mit konstantem Geschwindigkeitsbetrag, also mit:

Fehler beim Parsen (SVG (MathML kann über ein Browser-Plugin aktiviert werden): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „http://localhost:6011/de.wikipedia.org/v1/“:): {\displaystyle | \vec v | = v = \text{konst.}}

liegt keine gleichförmige Bewegung im Sinne der obigen Definitionen vor. Da die Richtung der Geschwindigkeit sich ständig ändert handelt es sich um eine beschleunigte Bewegung. Diese zum Kreismittelpunkt gerichtete Zentripetalbeschleunigung setzt das Vorhandensein einer Zentripetalkraft voraus.

Eine korrekte Bezeichnung für eine solche Bewegung wäre Kreisbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit oder gleichförmige Rotation, nicht aber gleichförmige Kreisbewegung.