Diagramme

Geschwindigkeit/Zeit-Diagramm

Diagramme kennst du wahrscheinlich aus dem Mathematikunterricht. Sie zeigen sehr anschaulich den Zusammenhang zwischen zwei Größen. In Mathematik hast du dafür vermutlich einfach die Buchstaben x und y verwendet. In der Physik
verwenden wir echte physikalische Größen.

Das Geschwindigkeit/Zeit-Diagramm (v/t-Diagramm) zeigt uns, wie sich die Geschwindigkeit mit der Zeit ändert.

Gleichförmige Bewegung: Wir vergleichen zwei Züge, die mit konstanter Geschwindigkeit fahren. Einer fährt mit 60 km/h, der andere mit 100 km/h. Da die Geschwindigkeit der Züge gleich bleibt, bekommen wir Geraden parallel zur Zeitachse. Dabei betrachten wir immer nur die Größe der Geschwindigkeit, also das Tempo.

Ungleichförmige Bewegung: Wir vergleichen eine Eisenkugel im freien Fall und ein Auto, das eine schiefe Ebene hinunter rollt. Die Geschwindigkeit wird immer größer. Je stärker das Objekt beschleunigt, umso steiler ist die Gerade. Es muss aber keine Gerade sein, es kann auch eine gebogene Linie vorkommen.

Weg/Zeit-Diagramm

Das Weg/Zeit-Diagramm (s/t-Diagramm) zeigt uns, welcher Weg nach wie viel Zeit zurückgelegt wurde.

Gleichförmige Bewegung: Der Zug mit v = 100 km/h hat nach einer Stunde 100, nach zwei Stunden 200 und nach drei Stunden 300 km zurückgelegt. Beim Zug mit v = 60 km/h sind es 60, 120 und 180 km.
Je größer die Geschwindigkeit ist, umso steiler steigt die Gerade an.

Ungleichförmige Bewegung (beschleunigt): Die Eisenkugel legt beim freien Fall in der ersten Sekunde 5 m, in der zweiten Sekunde 15 m und in der dritten Sekunde 25 m zurück. Beim Auto auf der schiefen Ebene sind es (je nach Neigung der Ebene)
weniger.
Je stärker das Objekt beschleunigt, umso stärker krümmt sich die Kurve nach oben.

Diagrammbeispiel

Wir fahren mit dem Fahrrad durch die Stadt. In Abständen von fünf Sekunden lesen wir vom Kilometerzähler ab, wie weit wir gefahren sind. Die Zahlen tragen wir in ein s/t-Diagramm ein.

1. Zu Beginn hat uns ein Traktor aufgehalten. Wir mussten langsam fahren.
2. Als der Traktor abgebogen ist, hatten wir freie Bahn und konnten ziemlich schnell fahren.
3. Die Ampel an der Kreuzung hat Rot gezeigt. Wir mussten stehen bleiben.
4. Als die Ampel auf Grün geschaltet hat, sind wir wieder schnell gefahren.
5. Wir sind dann an eine Steigung gekommen. Da konnten wir das Tempo nicht halten und sind langsamer geworden.
6. Am Ende der Steigung war das Ziel. Wir sind stehen geblieben.

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