Interpretieren
Insbesondere beim Interpretieren von Gleichungen und Diagrammen wird den Zeichen und Symbolen sowie den dargestellten Sachverhalten eine physikalische Bedeutung zugeordnet. Beim Interpretieren von Messwerten geht es häufig darum, Zusammenhänge zu erkennen oder die Messwerte zu deuten.
Besonders häufig tritt in der Physik das Interpretieren von Gleichungen und Diagrammen auf.
Interpretieren von Gleichungen
Häufig sind gegebene Gleichungen zu interpretieren. Dabei geht es darum, die in der Gleichung enthaltenen Zusammenhänge zu erfassen und eventuell auch Folgerungen daraus abzuleiten.
Zweckmäßig ist es, beim Interpretieren einer Gleichung in folgenden Schritten vorzugehen:
- Nenne die in der Gleichung enthaltenen physikalischen Größen und der Bedingungen, unter denen die Gleichung gilt.
- Leite aus der mathematischen Struktur Zusammenhänge ab.
- Leite praktische Folgerungen ab.
Beispiel 1:
Interpretieren Sie die Gleichung !
Die Gleichung beschreibt die Zusammenhänge zwischen dem Weg s, der Beschleunigung a und der Zeit t. Die Gleichung gilt für gleichmäßig beschleunigte Bewegungen, also für Bewegungen, bei denen die Beschleunigung jeweils konstant ist. Diese Bewegungen erfolgen aus der Ruhe heraus, denn für t = 0 ist s = 0.
Für solche Bewegungen ist bei a = konstant s ~, d. h. je größer die Zeit ist, desto größer ist der zurückgelegte Weg, wobei der Weg mit dem Quadrat der Zeit wächst. Eine Verdopplung der Zeit bedeutet eine Vervierfachung des zurückgelegten Weges. Das ist z. B. für Anfahrvorgänge von Bedeutung.
Für t = konstant ist s ~ a, d. h. der in einer bestimmten Zeit zurückgelegte Weg ist umso größer, je größer die Beschleunigung ist. Das kann man
z. B. bei Fahrzeugen beobachten, die an einer Kreuzung anfahren. Fahrzeuge mit größerer Beschleunigung legen in einer bestimmten Zeit den größeren Weg zurück.
Interpretieren von Diagrammen
In der Physik werden viele Zusammenhänge in Form von Diagrammen dargestellt. Beim Interpretieren von Diagrammen kommt es vor allem darauf an, den Zusammenhang zwischen den beiden auf den Achsen aufgetragenen Größen zu erfassen. Zweckmäßig ist es, beim Interpretieren eines Diagramms in folgenden Schritten vorzugehen:
- Nennen der physikalischen Größen, die auf den Achsen abgetragen sind.
- Beschreiben des Zusammenhangs zwischen den auf den Achsen abgetragenen Größen unter Beachtung der Bedingungen.
- Ableiten von praktischen Folgerungen.
Beim Interpretieren von Diagrammen ist auch zu beachten, dass bei einer Reihe von Diagrammen der Anstieg des Graphen und die Fläche unter dem Graphen eine physikalische Bedeutung hat.
Der Anstieg des Graphen ist gleich dem Quotienten aus den beiden Achsengrößen (Bild 1a). In einem s-t-Diagramm ist der Quotient aus Weg s und Zeit t und damit der Anstieg gleich der Geschwindigkeit.
Die Fläche unter dem Graphen ist bei einfachen mathematischen Zusammenhängen gleich dem Produkt aus den Achsengrößen (Bild 1b). Bei einem F-s-Diagramm mit F = konstant ist die Fläche unter dem Graphen gleich der verrichteten mechanischen Arbeit.
s-t und F-s-Diagramm
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