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Physik · Jahrgang 8, 9, 10 · Basiswissen

Physik 8–10: Geschwindigkeit und Bewegungsdiagramme

Das lernst du

  1. Ich kann Geschwindigkeit, Weg und Zeit berechnen.
  2. Ich kann aus einem s-t-Diagramm Werte und Geschwindigkeiten ablesen.
  3. Ich kann aus einem v-t-Diagramm Geschwindigkeit und Beschleunigung ablesen.
  4. Ich kann den Weg als Fläche unter der Linie im v-t-Diagramm bestimmen.
  5. Ich kann in s-t- und v-t-Diagrammen die Bewegungsart erkennen.

Merksätze

Geschwindigkeit

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.

Das s-t-Diagramm

Unten die Zeit, links der Weg.

Eine steigende Linie heißt gleich schnell, waagerecht heißt Stillstand. Die Geschwindigkeit ist Δs : Δt.

Das v-t-Diagramm

Links steht die Geschwindigkeit.

Eine steigende Linie heißt gleichmäßig schneller. Die Beschleunigung ist a = Δv : Δt, in m/s².

Weg im v-t-Diagramm

Der Weg ist die Fläche unter der Linie.

Gleich schnell: Rechteck, s = v · t. Aus dem Stand anfahren: Dreieck, s = ½ · v · t.

Welche Bewegung zeigt das Diagramm?

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

Karte 1 von 5 · Vorderseite
Physik 8–10: Geschwindigkeit und BewegungsdiagrammeGeschwindigkeitWas weißt du dazu? Erst selbst sagen, dann umdrehen.

Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.

So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart

Geschwindigkeit

Ein Radfahrer legt 8 m in 4 s zurück. Wie groß ist seine Geschwindigkeit? Berechne mit Einheit.

StartZiels = 8 mt = 4 sv = ?
  1. v = s : t
  2. v = 8 m : 4 s
  3. v = 2 m/s

Ergebnis: 2 m/s

Weg und Zeit

Ein Roller fährt 5 s lang mit 2 m/s. Welchen Weg legt er zurück? Berechne mit Einheit.

StartZiels = ?t = 5 sv = 2 m/s
  1. s = v · t
  2. s = 2 m/s · 5 s
  3. s = 10 m

Ergebnis: 10 m

s-t-Diagramm ablesen

Lies im Diagramm ab: Welchen Weg hat der Körper nach 2 s zurückgelegt?

1234567891012345678910t in ss in m0s = ?
  1. Zeitpunkt auf der t-Achse suchen, senkrecht hoch zur Linie, dann waagerecht zur s-Achse.
  2. bei t = 2 s
  3. s = 2 m

Ergebnis: 2 m

Geschwindigkeit aus dem s-t-Diagramm

Der Körper bewegt sich gleichförmig. Lies im Diagramm den Weg bei t = 4 s ab und berechne die Geschwindigkeit.

1234567891048121620t in ss in m0t = 4 s
  1. v = s : t
  2. Punkt: t = 4 s, s = 8 m
  3. v = 8 m : 4 s = 2 m/s

Ergebnis: 2 m/s

Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig

Formel falsch umgestellt
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.

Einheiten nicht angeglichen
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.

Achsen vertauscht
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.

Differenz vergessen
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.

Weg im v-t-Diagramm falsch als Rechteck
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.

Diagramm als Bild der Bahn gelesen
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.

Einheit vergessen
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.

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