In diesem Artikel der Physik, der zu unserem Bereich Mechanik bzw. Kinematik gehört, befassen wir uns damit, wie Sie das Weg-Zeit-Diagramm zeichnen und welche Zusammenhänge Sie daraus ablesen können. Gleichfalls erklären wir Ihnen das Weg-Zeit-Diagramm (auch s-t-Diagramm) an einem verständlichen Beispiel.
Das Weg-Zeit-Diagramm
Im Weg-Zeit-Diagramm (s-t-Diagramm) wird der zeitliche Verlauf der zurückgelegten Wegstrecke eines beobachteten Körpers grafisch dargestellt. Laut Berechnungsformel ergibt sich Folgendes: Bei konstanter Geschwindigkeit ändert sich die Wegstrecke s in gleichen Abschnitten der Zeit Δt kontinuierlich um
Δs=v*Δt.
Daraus ergibt sich für die Weg-Zeit-Linie im Weg-Zeit-Diagramm eine Gerade. Dabei kann die Steigung der Weg-Zeit-Linie entweder größer Null, kleiner Null oder gleich Null sein.
Weg-Zeit-Diagramm zeichnen & verstehen- Drei Beispiele:
Die folgende Grafik stellt den Weg und die Zeit für die Bewegung eines Körpers in einem Weg-Zeit-Diagramm dar. Da sich der Körper in diesem Fall immer gleich schnell bewegt, ergibt sich ein konstanter Anstieg der Weg-Zeit-Linie.
Die drei Beispieel werden im Folgenden erläutert, woraus sich ergibt, wie man das Weg-Zeit-Diagramm zeichnen, verstehen und lesen kann.
Während Sie das Weg-Zeit-Diagramm zeichnen ergeben sich für die Steigung der Weg-Zeit-Geraden folgende Bedeutungen:
- Je größer die Geschwindigkeit des Körpers ist, desto steiler verläuft die Weg-Zeit-Gerade im s-t-Diagramm.
- Ob die Weg-Zeit-Gerade im s-t-Diagramm steigt oder fällt, richtet sich nach dem Vorzeichen der Geschwindigkeit. Besitzt die Weg-Zeit-Gerade eine negative Steigung, wenn Sie das Weg-Zeit-Diagramm zeichnen, dann hat sich der Körper entgegen der ursprünglich festgelegten (positiven) Richtung bewegt. Dabei ist es egal, ob die Bewegung von einer um die Strecke entfernten Stelle aus oder vom Beobachter aus beginnt.
- Ein ruhender Körper (das heißt die Geschwindigkeit liegt konstant bei v=0) wird im Weg-Zeit-Diagramm als Parallele zur Zeitachse angegeben. Dabei ist es unerheblich, ob er sich in einer Entfernung s0 vom Beobachter befindet oder an der Position des Beobachters liegt - seine Entfernung vom Beobachter bleibt unverändert.
Verbindung zwischen Weg-Zeit-Diagramm und v-t-Diagramm
Die Fläche zwischen der t-Achse und der entsprechenden Geschwindigkeit-Zeit-Linie im v-t-Diagramm ergibt den Wert, den die Ortsfunktion s(t) = v*t zu einer bestimmten Zeit t annimmt. Eventuell muss die anfängliche Entfernung s0 zum Ergebnis hinzu addiert sowie das Vorzeichen berücksichtigt werden.