2.6 Geschwindigkeit-Zeit Diagramm

Auch die Geschwindigkeit einer eindimensionale Bewegung kann man zusammenfassen - in einem Geschwindigkeit-Zeit Diagramm. Die Zeit ist auch hier auf der waagrechten Achse aufgetragen (Bild 2.13).

Das die Formeln von mittlere Geschwindigeit und mittlerer Beschleunigung, sowie die Formeln von Momentangeschwindigkeit und Momentanbeschleunigung identisch aufgebaut sind, lassen sich unsere Überlegungen vom Orts-Zeit-Diagramm auf das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm übertragen: Die mittlere Beschleunigung ist als Steigung der Sekante in einem Punkt im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm erkennbar. Ebenso ist die Momentanbeschleunigung als Steigung der Tangete in einem Punkt im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm erkennbar.

Beispiel für ein Geschwindigkeit-Zeit Diagramm image source

Bild 2.13: Beispiel für ein Geschwindigkeit-Zeit Diagramm

2.6.1 Keine Bewegung

In einigen Abschnitten, wie zum Beispiel in der Zeit von \(t=2\;\mathrm{s}\) bis \(t=3\;\mathrm{s}\) im Diagramm 2.13, hat die Funktion den konstanten Wert Null. Eine Geschwindigkeit von Null bedeutet, dass sich der Ort des Körpers nicht ändert - er steht für diese Zeit still.

2.6.2 Konstante Geschwindigkeit

In der Zeit von \(t=1\;\mathrm{s}\) bis \(t=2\;\mathrm{s}\) im Diagramm 2.13 hat die Geschwindigkeits-Funktion den konstanten Wert \(v=1\;\mathrm{m/s}\). Der positive Wert zeigt dir, dass der Ort zunimmt - der Körper bewegt sich vorwärts. Im Zeitabschnitt von \(t=3\;\mathrm{s}\) bis \(t=4\;\mathrm{s}\). In diesem Bereich ist die Geschwindigkeit zwar ebenfalls konstant, aber negativ. In diesem Fall nimmt der Ort ab - der Körper bewegt sich rückwärts.

2.6.3 Konstante Beschleunigung

Im Zeitintervall von \(t=5\;\mathrm{s}\) bis \(t=6\;\mathrm{s}\) im Diagramm 2.13 hat die Geschwindigkeitsfunktion eine konstante Steigung. Das ist das Kennzeichen einer konstanten Beschleunigung. Im Zeitabschnitt von \(t=7\;\mathrm{s}\) bis \(t=8\;\mathrm{s}\) siehst du ebenfalls eine konstante Beschleunigung. Das Vorzeichen der Geschwindigkeit ist hier negativ - der Körper bewegt sich (beschleunigt) rückwärts.

2.6.4 Allgemeine Bewegung

In der Zeit von \(t=9\;\mathrm{s}\) bis \(t=11\;\mathrm{s}\) im Diagramm 2.13 hat die Geschwindigkeits-Funktion keine konstante Steigung (weder Null, noch positiv oder negativ). In diesem Bereich gibt es weder eine konstante Geschwindigkeit, noch eine konstanten Beschleunigung.