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Strecke vs Verschiebung: Was ist der Unterschied?
Markiert in einem echten Lehrbuchabsatz. Erklärt von Clicked.
Im Satz verwendet
University Course Reader · STEM
After the full circuit the runner's displacement was zero, though she had covered another 3 miles.
Der Leser markierte ein Wort in einem Lehrbuchabschnitt. Clicked hat das Konzept „displacement“ verständlich aufgeschlüsselt:
In drei Stufen erklärt
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Overview
Die Strecke ist die Gesamtlänge des Wegs, den etwas zurücklegt. Die Verschiebung ist die gerade Linie von dort, wo es startete, nach dort, wo es endete, mit einer Richtung. Fahr zwischen zwei Orten, die auf der Karte 8 Meilen auseinanderliegen, über eine Straße, die sich 12 Meilen windet, und deine Strecke beträgt 12 Meilen. Deine Verschiebung beträgt 8 Meilen nach Osten, weil der zweite Ort 8 Meilen östlich des ersten liegt. Die Strecke sagt, wie weit du gefahren bist. Die Verschiebung sagt, wie weit du gekommen bist, und in welche Richtung.
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Detail
Die Strecke ist die Gesamtlänge des Wegs, den etwas zurücklegt. Die Verschiebung ist die gerade Linie vom Startpunkt zum Endpunkt, und sie trägt eine Richtung. Fahr zwischen zwei Orten, die auf der Karte 8 Meilen auseinanderliegen, über eine Straße, die sich 12 Meilen windet. Deine Strecke beträgt 12 Meilen, und jede Meile Straße zählt, egal wohin sie sich drehte. Deine Verschiebung beträgt 8 Meilen nach Osten, weil der zweite Ort in gerader Linie 8 Meilen östlich des ersten liegt. Die Strecke ist die Länge der Route, jede Kurve eingeschlossen; die Verschiebung hängt nur davon ab, wo die Route beginnt und endet. Deshalb kann die Strecke nur wachsen, während du dich bewegst, und die Verschiebung kann schrumpfen. Fahr wieder heim, und deine Verschiebung fällt auf null, während deine Strecke auf 24 Meilen steigt. Die Gerade ist der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten, also ist die Verschiebung nie größer als die Strecke, und beide sind nur gleich, wenn der Weg gerade ist und nie umkehrt. Jede beantwortet eine andere Frage. Strecke geteilt durch Zeit ergibt das Durchschnittstempo. Verschiebung geteilt durch Zeit ergibt die Durchschnittsgeschwindigkeit, ein Tempo mit Richtung, und die Richtung sagt einem Physiker, wohin sich etwas bewegt. Physiker nennen eine Größe mit Richtung einen Vektor, also ist die Verschiebung ein Vektor, und die Strecke, die keine Richtung hat, ein Skalar.
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Analogy
Die Strecke ist der Weg, den du zu einem Laden gehst, und die Verschiebung ist der Flug einer Krähe dorthin. Geh von deiner Haustür zu einem Laden eine halbe Meile entfernt, und weil die Straßen sich biegen, läufst du anderthalb Meilen. Das ist deine Strecke, jeder Meter davon, egal wohin jede Straße zeigte. Eine Krähe startet von deinem Dach und fliegt geradewegs zum Laden, eine halbe Meile in die Richtung, in der der Laden liegt. Der Flug der Krähe ist deine Verschiebung. Er zeigt, wie weit dein Ziel von deinem Start entfernt liegt, und in welcher Richtung. Nimm einen längeren Umweg, und deine Strecke wächst, aber die Krähe fliegt dieselbe halbe Meile, also bleibt deine Verschiebung gleich.
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Gleiche Fakten, anderer Vibe — Slang-Modus 😎
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Overview
Die Strecke ist, wie weit du wirklich unterwegs warst. Die Verschiebung ist, wie weit vom Start entfernt du gelandet bist, und in welcher Richtung. Jogg eine Runde durch den Park, zurück zu deiner Haustür, und deine Uhr zeigt 3 Meilen. Das ist Strecke, und deshalb tun dir die Beine weh. Deine Verschiebung ist null, weil du genau dort stehst, wo du losgelaufen bist. Die Strecke ist, was du getan hast. Die Verschiebung ist, wo es dich abgesetzt hat. 😎
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Detail
Die Strecke ist, wie weit du wirklich unterwegs warst, und die Verschiebung ist, wie weit vom Start entfernt du gelandet bist, und in welcher Richtung. Du verlässt dein Hotel in einer fremden Stadt, um die Kathedrale zu suchen, und verläufst dich. Zwei Stunden falscher Abzweigungen später stehst du davor, und dein Handy sagt, du bist 6 Meilen gelaufen. Das ist deine Strecke, und jede falsche Abzweigung steckt darin. Die Kathedrale liegt, wie sich zeigt, 300 Meter von der Hoteltür entfernt, die Straße gerade hinauf. Das ist deine Verschiebung, 300 Meter die Straße hinauf. Jeder Schritt ging in die Strecke ein. In die Verschiebung gehen nur zwei Punkte ein, die Hoteltür und die Stufen der Kathedrale, und die Linie dazwischen. Irgendwann in diesen zwei Stunden bist du von der Kathedrale weggelaufen, also wuchs deine Strecke weiter, während deine Verschiebung schrumpfte. Die Strecke nimmt nur zu. Die Verschiebung kann zunehmen, schrumpfen oder auf null landen, und sie trägt eine Richtung, was die Strecke nie tut. Das Durchschnittstempo sind deine 6 Meilen geteilt durch die zwei Stunden, 3 Meilen pro Stunde. Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist deine Verschiebung geteilt durch dieselben zwei Stunden, 150 Meter pro Stunde, die Straße hinauf. Die Strecke ist der Marsch. Die Verschiebung ist, wo der Marsch dich abgesetzt hat. 😎
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Analogy
Wie weit du schwimmst, ist Strecke, und wo du herauskletterst, verglichen mit wo du hineingesprungen bist, ist Verschiebung. Vierzig Bahnen in einem 25-Meter-Becken ergeben tausend Meter, und deine Schultern kennen jeden davon. Kletter am Ende heraus, an dem du hineingesprungen bist, und deine Verschiebung ist null, weil du genau dort geendet hast, wo du angefangen hast. Kletter stattdessen nach neununddreißig Bahnen am anderen Ende heraus, und deine Verschiebung beträgt 25 Meter, vom flachen zum tiefen Ende, während deine Strecke 975 Meter beträgt. Jede Bahn zählt zur Strecke. Die Verschiebung fragt nur eines: Wo bist du herausgeklettert, verglichen mit wo du hineingesprungen bist? 😎
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Formale Definition — Derselbe Begriff, wie er sonst erklärt wird
Die Strecke ist eine skalare Größe, gleich der Gesamtlänge des von einem bewegten Körper durchlaufenen Wegs, unabhängig von der Richtung; sie ist nicht negativ und nimmt entlang einer Fahrt nie ab. Die Verschiebung ist eine vektorielle Größe, gleich der Positionsänderung des Körpers, definiert durch den geradlinigen Abstand zwischen Anfangs- und Endposition und die Richtung von der einen zur anderen. Ihr Betrag ist kleiner oder gleich der zurückgelegten Strecke, mit Gleichheit nur bei geradliniger Bewegung in eine Richtung, und sie ist null für jede Fahrt, die zu ihrem Ausgangspunkt zurückkehrt. Beide werden in Längeneinheiten gemessen (SI: Meter). Das Durchschnittstempo ist Strecke geteilt durch verstrichene Zeit; die Durchschnittsgeschwindigkeit ist Verschiebung geteilt durch verstrichene Zeit.
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