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Zwei fahrende Autos – Weg-Zeit-Diagramm (s-t)

NaturwissenschaftenKräfte und BewegungAlter 12–13

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Auto A und Auto B fahren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf einer geraden Straße, wobei Auto B einen Vorsprung hat. Klicken Sie auf „Start“, und das s-t-Diagramm beider Autos wird in Echtzeit gezeichnet; die Steigung jeder Geraden ist die Geschwindigkeit, dargestellt als Steigungsdreieck Δs/Δt. Die Lernenden können Auto B ziehen, um seine Startposition zu ändern, im Diagramm ziehen, um durch die Zeit zu spulen, und Zeitpunkt und Ort des Treffens genau am Schnittpunkt der Geraden ablesen.

Lektion: Geschwindigkeit; Weg-Zeit-Diagramme

Was sie zeigt

Bewegt sich ein Körper geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit, nimmt die Strecke in gleichen Zeiten um gleiche Beträge zu; sein Weg-Zeit-Diagramm ist daher eine Gerade, deren Steigung die Geschwindigkeit ist, v = Δs/Δt. Hier fahren zwei Autos auf derselben Straße: Auto A startet bei null, Auto B hat einen Vorsprung. Beide Graphen entstehen während der Fahrt, ein stehendes Auto ergibt eine waagerechte Linie, und der Schnittpunkt der Geraden liefert Zeitpunkt und Ort, an dem A das Auto B einholt.

So funktioniert es

Klicken Sie auf Start und beobachten Sie, wie beide Geraden entstehen, während die Autos auf der Straße darüber fahren. Schalten Sie Steigungsdreieck Δs/Δt anzeigen ein und bestimmen Sie jede Geschwindigkeit aus dem Diagramm. Ziehen Sie Auto B auf der Straße, um seinen Vorsprung zu ändern, und ziehen Sie dann über das Diagramm bis zum Schnittpunkt, um die Treffzeit abzulesen. Setzen Sie Geschwindigkeit von Auto B auf 0 für ein stehendes Auto, oder machen Sie B schneller als A, sodass sich die Geraden nie schneiden.

Einstellbare Parameter

  • Geschwindigkeit von Auto A 1–20 m/s
  • Geschwindigkeit von Auto B 0–20 m/s
  • Vorsprung von Auto B vor A 0–100 m
  • Streckenlänge 50–300 m
  • Steigungsdreieck Δs/Δt anzeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Auto A fährt 8 m/s, Auto B 4 m/s mit 20 m Vorsprung. Wann holt A das Auto B ein?
  2. Was sagt eine waagerechte Linie im Weg-Zeit-Diagramm über die Bewegung eines Körpers aus?
  3. Wie erkennt man allein an den beiden Geraden, welches Auto schneller ist?

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