Die Position oder der Ort ist eine Größe, die erlaubt ein Objekt im Raum zu lokalisieren.
Zur Beschreibung der Position von Objekten bietet die Mathematik ein Werkzeug namens Koordinatensystem an.
Die Position oder der Ort eines Objektes in einem Koordinatensystem entspricht einem Punkt in diesem Koordinatensystem.
Um einen Punkt in einem Koordinatensystem eindeutig zu beschreiben, müssen bestimmte Informationen angegeben werden. Diese werden Koordinaten genannt, durch Kommata voneinander getrennt und in Klammern gesetzt. Bei nur einer Koordinate, können die Klammern weggelassen werden.
Beispiel: Punkt A hat die Koordinaten (5,8) in einem Koordinatensystem.
Beispiel: Punkt B hat die Koordinaten (-1,0,8) in einem Koordinatensystem.
Die Anzahl der Angaben (Koordinaten), die benötigt werden, um eine Position in einem Koordinatensystem eindeutig zu beschreiben, wird als die Dimension des Koordinatensystems bezeichnet.
Beispiel: Punkt A mit Koordinaten (5,8) existiert in einem zweidimensionalen Koordinatensystem.
Beispiel: Punkt B mit Koordinaten (-1,0,8) existiert in einem dreidimensionalen Koordinatensystem.
Der physikalische Raum, den wir Menschen begreifen und erfassen können, hat drei Dimensionen. Einige Theorien der Physik, wie die String-Theorie benötigen aber z. B. zehn Raumdimensionen. Teilchenbeschleuniger versuchen diese zusätzlichen Dimensionen zu finden!
Der Punkt eines Koordinatensystems an dem alle Koordinaten Null sind, wird der Ursprung des Koordinatensystems genannt und i. d. R. mit O bezeichnet.
Beispiel: Punkt (0,0) ist der Ursprung des zweidimensionalen Koordinatensystems.
Beispiel: Punkt (0,0,0) ist der Ursprung des dreidimensionalen Koordinatensystems.
Bei vielen physikalischen Aufgabestellungen kann ein Koordinatensystem willkürlich gewählt werden, wodurch sich die Aufgabenstellung vereinfachen kann.
Abbildung 1: Einige Bezugssysteme, die theoretisch für die Betrachtung eines Fallschirmspringers eingesetzt werden könnten. Viele dieser Bezugssysteme sind nicht praktisch.
Das Koordinatensystem, in dem eine Physikalische Aufgabenstellung betrachtet wird, bezeichnen wir als das Bezugsystem.
Wie in der folgenden Abbildung dargestellt können physikalische Bezugssysteme ruhen, sich bewegen, sich beschleunigen, sich drehen, kartesische oder Polarkoordinaten besitzen, eine gekrümmte Geometrie aufweisen u. v. m.
Alles im Universum bewegt sich, deshalb können wir auch für unsere physikalischen Probleme beliebige Bezugssysteme ansetzen.
