Grafische Interpretation

Die grafische Darstellung der Beschleunigung über die Zeit kann durch das Diagramm der Position eines Objekts über die Zeit abgeleitet werden.

In der Physik ist Beschleunigung die Geschwindigkeit, mit der sich die Geschwindigkeit eines Körpers mit der Zeit ändert. Es ist eine Vektorgröße mit Größe und Richtung. Beschleunigung wird von einer Kraft begleitet, wie durch Newtons Zweites Gesetz beschrieben; Die Kraft als Vektor ist das Produkt der Masse des zu beschleunigenden Objekts und der Beschleunigung (Vektor) oder \text{F}=\text{ma}. Die SI-Einheit der Beschleunigung ist der Meter pro Sekunde im Quadrat: \displaystyle \frac{\text{m}}{\text{s}^2}

Die Beschleunigung ist ein Vektor, der in die gleiche Richtung zeigt wie die Geschwindigkeitsänderung, auch wenn er nicht immer in die Bewegungsrichtung zeigt. Zum Beispiel, wenn ein Objekt verlangsamt oder verlangsamt, ist seine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung seiner Bewegung.

Die Bewegung eines Objekts kann grafisch dargestellt werden, indem die Position eines Objekts über die Zeit aufgetragen wird. Dieses Distanz-Zeit-Diagramm kann verwendet werden, um ein weiteres Diagramm zu erstellen, das Geschwindigkeitsänderungen im Laufe der Zeit anzeigt. Da die Beschleunigung die Geschwindigkeit in \displaystyle \frac{\text{m}}{\text{s}} dividiert durch die Zeit in s ist, können wir ferner einen Beschleunigungsgraphen aus einem Graphen der Geschwindigkeit oder Position eines Objekts ableiten.

ist ein Graph der Position eines Objekts über die Zeit. Diese Grafik ähnelt der Bewegung eines Autos. Am Anfang ändert sich die Position des Objekts langsam, wenn es an Geschwindigkeit gewinnt. In der Mitte ist die Geschwindigkeit konstant und die Position ändert sich mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn es gegen Ende langsamer wird, ändert sich die Position langsamer. Aus diesem Diagramm können wir ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm ableiten.

Position vs Zeitdiagramm: Beachten Sie, dass sich die Position des Objekts zu Beginn der Reise langsam ändert, dann immer schneller, wenn es an Geschwindigkeit zunimmt. Seine Position ändert sich dann langsamer, wenn es am Ende der Reise langsamer wird. In der Mitte der Fahrt, während die Geschwindigkeit konstant bleibt, ändert sich die Position mit einer konstanten Geschwindigkeit.

Dies zeigt die Geschwindigkeit des Objekts über die Zeit. Die Geschwindigkeit des Objekts nimmt am Anfang zu, wenn es am Anfang beschleunigt, bleibt dann in der Mitte konstant, bevor es gegen Ende langsamer wird. Beachten Sie, dass dieses Diagramm eine Darstellung der Steigung des vorherigen Positions-Zeit-Diagramms ist. Aus diesem Diagramm können wir weiter ein Beschleunigungs-Zeit-Diagramm ableiten.

Geschwindigkeit vs Zeit: Die Geschwindigkeit des Objekts nimmt zu, wenn es zu Beginn der Reise beschleunigt. Es bleibt in der Mitte der Reise gleich (wo es keine Beschleunigung gibt). Sie nimmt ab, wenn das Objekt am Ende der Reise langsamer wird.

Um dies zu tun, würden wir auch die Steigung des Geschwindigkeits-Zeit-Diagramms zeichnen. In diesem Diagramm ist die Beschleunigung in den drei verschiedenen Bewegungsstufen konstant. Wie bereits erwähnt, nimmt die Geschwindigkeit des Objekts zu und ändert seine Position am Anfang langsam. Das Beschleunigungsdiagramm zeigt, dass das Objekt während dieser Zeit mit einer positiven konstanten Beschleunigung zunahm. In der Mitte, wenn das Objekt seine Position mit konstanter Geschwindigkeit änderte, war die Beschleunigung 0. Dies liegt daran, dass das Objekt seine Geschwindigkeit nicht mehr ändert und sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Gegen Ende der Bewegung verlangsamt sich das Objekt. Dies wird im Beschleunigungsdiagramm als negativer Wert dargestellt. Beachten Sie, dass in diesem Beispiel die Bewegung des Objekts immer noch vorwärts (positiv) ist, aber da es verlangsamt wird, ist die Beschleunigung negativ.

Beschleunigung vs Zeitdiagramm: Das Objekt hat eine positive Beschleunigung, da es zu Beginn der Reise beschleunigt. Es hat keine Beschleunigung, da es in der Mitte der Reise mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Seine Beschleunigung ist negativ, da es am Ende der Reise verlangsamt.