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# Sichtwechsel zwischen ruhendem und linear bewegtem Bezugssystem

Die Beschreibung von Bewegungen in unterschiedlichen
Systemen erfordert durchaus genaue Überlegungen
und setzt auch ein bestimmtes Maß an Erfahrungen voraus.
Hierzu gleich ein Beispiel: Beschreiben Sie doch einmal kurz,
wer bzw. was welche Bewegungen in dem kleinen Video
auf der Eingangsseite zu diesem Kapitel ausführt.

Auf dieser Seite wird zunächst an einem einfachen Beispiel, wie Bewegungsabläufe in einem "ruhenden" und einem sich mit konstanter Geschwindigkeit fortbewegenden System unterschiedlich zu beschreiben sind.
Auf der nachfolgenden Seite werden dann die unterschiedlichen Sichtweisen bei Systemen gegenüber gestellt, von denen das eine in Ruhe ist und das andere Kreisbewegungen ausführt.

Aktivieren Sie vorerst nicht das Kontrollkästchen für das Einblenden der sich fortbewegenden Kreisscheibe.
Beobachten Sie mehrere vollständig durchlaufende Animationen mit der Aufzeichnung der Markierungen auf dem Papierstreifen, wobei auch die Anzahl der Umläufe auf der Blattgesamtlänge variiert werden sollte.
1. Erstellen Sie mit Hilfe eines Bildschirm-Snap-Tools für zwei markante sich unterscheidende Spuren je ein Bild im Format des grauen Streifens (oder schneiden Sie es aus einer Gesamtbildschirmkopie angemessen aus).
2. Speichern Sie mithilfe des Snap-Tools dieses Bild als eine Datei.
3. Wählen Sie eine der beiden Bildfläche Bild hier einfügen durch Anklicken an und laden Sie die soeben gespeicherte Bilddatei in den Rahmen.

Begründen Sie die Formen der sich jeweils ergebenden Spuren von $P_1$ auf dem Papierstreifen.

Bild hier einfügen
Mediathek
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Mediathek

Schalten Sie jetzt die sich fortbewegende (blaue) Kreisscheibe hinzu, zunächst noch ohne Spur und Ortslinie einzublenden.
Bobachten Sie über einen vollständigen Animationslauf den Punkt $P_2$ und skizzieren Sie anschließend seine beobachtete Bahn.

Überprüfen Sie Ihre Skizze mit Hilfe des Einblendes der Spur von $P_2$.

Schalten Sie abschließend die gesamte Ortslinie für $P_2$ ein und das Kontrollkästchen Spur $P_2$ wieder aus. Variieren Sie Kreisgröße und die Anzahl der Umläufe auf der Blattgesamtlänge.
Beschreiben Sie das jeweils veränderte Aussehen der Ortslinie - auch im Vergleich zur roten Spur auf dem Papierstreifen.

Stift
Radierer

Tipp

Zu zweit geht es viel einfacher.

Nehmen Sie einen Streifen Papier und ziehen Sie ihn mit einer Hand mit konstanter Geschwindigkeit nicht allzu schnell von links nach rechts (oder umgekehrt). Das wäre sehr einfach, wenn Sie nicht gleichzeitig mit der anderen Hand auf dem sich bewegenden Streifen Papier an an festem Ort (in Bezug auf Sie selbst) gleichzeitig mittels Kreisbewegungen Linien auf den unter dem Bleistift sich hinweg bewegenden Papierstreifen schreiben sollen.
Führen Sie mehrere Versuche durch, auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Papierstreifen
und Kreisbewegungen.
Beschreiben Sie die entstandenen Linien.
Begründen Sie, warum auf dem Papierstreifen keine Kreise entstehen.
Begründen Sie die Form der Linien.

Die folgende Simulation stellt den oben beschriebenen Vorgang digital nach: Der rote Kreis mit ortsfestem Mittelpunkt wird in Drehung versetzt, wobei zeitgleich unter ihm der hellgraue Papierstreifen (einer fest vorgegebenen Länge) nach rechts hinweg gezogen wird. Dabei hinterlässt $P_1$ in kurzen zeitlichen Abständen eine Markierung auf diesem Papierstreifen. Über das entsprechende Kontrollkästchen kann zum Vergleich eine sich gleichschnell nach rechts bewegende Kreisscheibe (in blauer Farbe) mit dem sich dabei zeitgleich drehenden Punkt $P_2$ eingeblendet werden.