Physik 8–10: Geschwindigkeit und Bewegungsdiagramme
Das lernst du
- Ich kann Geschwindigkeit, Weg und Zeit berechnen.
- Ich kann aus einem s-t-Diagramm Werte und Geschwindigkeiten ablesen.
- Ich kann aus einem v-t-Diagramm Geschwindigkeit und Beschleunigung ablesen.
- Ich kann den Weg als Fläche unter der Linie im v-t-Diagramm bestimmen.
- Ich kann in s-t- und v-t-Diagrammen die Bewegungsart erkennen.
Merksätze
Geschwindigkeit ist Weg je Zeit: v = s : t in Metern je Sekunde.
Umgestellt gilt s = v · t und t = s : v. Die Einheiten müssen zusammenpassen.
Unten die Zeit, links der Weg.
Eine steigende Linie heißt gleich schnell, waagerecht heißt Stillstand. Die Geschwindigkeit ist Δs : Δt.
Links steht die Geschwindigkeit.
Eine steigende Linie heißt gleichmäßig schneller. Die Beschleunigung ist a = Δv : Δt, in m/s².
Der Weg ist die Fläche unter der Linie.
Gleich schnell: Rechteck, s = v · t. Aus dem Stand anfahren: Dreieck, s = ½ · v · t.
Zuerst zählt, was auf der senkrechten Achse steht.
Beim Weg heißt steigend gleich schnell und waagerecht Ruhe. Bei der Geschwindigkeit heißt steigend schneller, waagerecht gleich schnell, fallend langsamer.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
Ein Radfahrer legt 8 m in 4 s zurück. Wie groß ist seine Geschwindigkeit? Berechne mit Einheit.
- v = s : t
- v = 8 m : 4 s
- v = 2 m/s
Ergebnis: 2 m/s
Ein Roller fährt 5 s lang mit 2 m/s. Welchen Weg legt er zurück? Berechne mit Einheit.
- s = v · t
- s = 2 m/s · 5 s
- s = 10 m
Ergebnis: 10 m
Lies im Diagramm ab: Welchen Weg hat der Körper nach 2 s zurückgelegt?
- Zeitpunkt auf der t-Achse suchen, senkrecht hoch zur Linie, dann waagerecht zur s-Achse.
- bei t = 2 s
- s = 2 m
Ergebnis: 2 m
Der Körper bewegt sich gleichförmig. Lies im Diagramm den Weg bei t = 4 s ab und berechne die Geschwindigkeit.
- v = s : t
- Punkt: t = 4 s, s = 8 m
- v = 8 m : 4 s = 2 m/s
Ergebnis: 2 m/s
Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig
V = ρ · m
ρ = m : V | · V | : ρ → V = m : ρ
Stell die Formel wie eine Gleichung um: Auf beiden Seiten dasselbe tun, bis die gesuchte Größe allein steht.
p = 200 N : 50 cm² = 4 Pa
50 cm² = 0,005 m², p = 200 N : 0,005 m² = 40 000 Pa
Die Angaben passen noch nicht zusammen. Rechne zuerst in die Einheiten der Formel um, dann setz ein.
Weg nach 4 s: s = 4 m (den Zeitwert abgelesen)
Weg nach 4 s: bei t = 4 s hoch zur Linie, s = 8 m
Lies zuerst die Achsen: Was steht unten, was steht links? Such den gegebenen Wert auf seiner Achse.
v = 60 m : 8 s (ab null gerechnet)
v = (60 m − 20 m) : (8 s − 4 s) = 10 m/s
Für die Steigung zählen die Änderungen: um wie viel der Weg in der Zeitspanne zunimmt. Rechne Endwert minus Anfangswert.
s = 10 m/s · 4 s = 40 m (beim Anfahren)
s = ½ · 10 m/s · 4 s = 20 m (Dreieck)
Der Weg ist die Fläche unter der Linie im v-t-Diagramm. Steigt die Linie an, ist die Fläche ein Dreieck: die Hälfte von v mal t.
steigende Linie im v-t-Diagramm = konstante Geschwindigkeit
steigende Linie im v-t-Diagramm = gleichmäßig schneller
Schau zuerst, was auf der senkrechten Achse steht. Im s-t-Diagramm heißt eine gerade Linie: gleich schnell. Im v-t-Diagramm heißt sie: gleichmäßig schneller.
ρ = 54 : 20 = 2,7
ρ = 54 g : 20 cm³ = 2,7 g/cm³
Deine Zahl stimmt – aber eine Größe ist Zahl und Einheit. Schreib die Einheit dazu.
Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Wellen auf einer Schnur (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
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