Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

2026-07-27T19:25:14Z

aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

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{{T}}
{{BR}}
= Einleitung =

'''Bewegungsdiagramme''' zeigen, wie sich Ort, Geschwindigkeit oder Beschleunigung mit der Zeit verändern. Du kannst damit Bewegungen beschreiben, vergleichen und vorhersagen. Der aiMOOC richtet sich an Schülerinnen und Schüler im Fach [[Physik]].

[[Datei:1-D kinematics.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=duzKFotDIT0 |500|center}}

{{BR}}
= Lernziele =

Nach diesem aiMOOC kannst Du:
# [[Weg-Zeit-Diagramm|s-t-Diagramme]] lesen und zeichnen.
# [[Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm|v-t-Diagramme]] auswerten.
# [[Beschleunigung-Zeit-Diagramm|a-t-Diagramme]] deuten.
# Steigungen und Flächen physikalisch erklären.
# Gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen unterscheiden.

{{BR}}
= Grundlagen =

In diesem Kurs beschreibt <math>s</math> den Ort auf einer geraden Bahn. Die Zeit wird mit <math>t</math>, die Geschwindigkeit mit <math>v</math> und die Beschleunigung mit <math>a</math> bezeichnet.

{| class="wikitable"
! Größe
! Bedeutung
! Einheit
|-
| <math>s</math>
| Ort oder zurückgelegter Weg
| Meter <math>\mathrm{m}</math>
|-
| <math>t</math>
| Zeit
| Sekunde <math>\mathrm{s}</math>
|-
| <math>v</math>
| Änderung des Ortes pro Zeit
| Meter pro Sekunde <math>\mathrm{m/s}</math>
|-
| <math>a</math>
| Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit
| Meter pro Sekunde zum Quadrat <math>\mathrm{m/s^2}</math>
|}

Die mittlere Geschwindigkeit lautet:

<math>v = \frac{\Delta s}{\Delta t}</math>

Die mittlere Beschleunigung lautet:

<math>a = \frac{\Delta v}{\Delta t}</math>

{{BR}}
== Das s-t-Diagramm ==

Im '''s-t-Diagramm''' steht die Zeit auf der waagerechten Achse und der Ort auf der senkrechten Achse.

# Eine waagerechte Linie bedeutet: Der Körper ruht.
# Eine gerade ansteigende Linie bedeutet: Die Geschwindigkeit ist konstant und positiv.
# Eine gerade fallende Linie bedeutet: Die Bewegung verläuft in negativer Richtung.
# Eine gekrümmte Linie bedeutet: Die Geschwindigkeit ändert sich.

Die '''Steigung''' des Graphen gibt die Geschwindigkeit an:

<math>v = \frac{\Delta s}{\Delta t}</math>

Je steiler der Graph, desto größer ist der Betrag der Geschwindigkeit.

[[Datei:Example-position-time-diagramm.svg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Distance-time graph example.png|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=uRvBqb-vzbo |500|center}}

{{BR}}
== Das v-t-Diagramm ==

Im '''v-t-Diagramm''' steht die Geschwindigkeit über der Zeit.

# Eine waagerechte Linie bedeutet: Die Geschwindigkeit ist konstant.
# Ein ansteigender Graph bedeutet: Die Geschwindigkeit nimmt zu.
# Ein fallender Graph bedeutet: Die Geschwindigkeit nimmt ab.
# Werte unterhalb der Zeitachse bedeuten: Bewegung in negativer Richtung.

Die '''Steigung''' des Graphen ist die Beschleunigung:

<math>a = \frac{\Delta v}{\Delta t}</math>

Die '''Fläche''' zwischen Graph und Zeitachse ist die Ortsänderung:

<math>\Delta s = \int v(t)\,\mathrm{d}t</math>

Bei einfachen Graphen berechnest Du die Fläche als Rechteck, Dreieck oder Trapez.

[[Datei:Velocity-time graph example.png|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Velocity vs time graph.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=AAtBeGf-X0U |500|center}}

{{BR}}
== Das a-t-Diagramm ==

Im '''a-t-Diagramm''' wird die Beschleunigung über der Zeit dargestellt.

# Eine Linie bei <math>a=0</math> bedeutet: Die Geschwindigkeit bleibt konstant.
# Eine waagerechte Linie oberhalb der Zeitachse bedeutet: konstante positive Beschleunigung.
# Eine Linie unterhalb der Zeitachse bedeutet: negative Beschleunigung.

Die Fläche zwischen Graph und Zeitachse entspricht der Geschwindigkeitsänderung:

<math>\Delta v = \int a(t)\,\mathrm{d}t</math>

Eine negative Beschleunigung bedeutet nicht immer Bremsen. Entscheidend sind auch Vorzeichen und Richtung der Geschwindigkeit.

[[Datei:Uniform-acceleration.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=UJLEOjS5vDo |500|center}}

{{BR}}
= Typische Bewegungen =

{{BR}}
== Gleichförmige Bewegung ==

Bei einer [[Gleichförmige Bewegung|gleichförmigen Bewegung]] ist die Geschwindigkeit konstant und die Beschleunigung null.

<math>s(t)=s_0+v\cdot t</math>

Im s-t-Diagramm entsteht eine Gerade, im v-t-Diagramm eine waagerechte Linie und im a-t-Diagramm liegt der Graph auf der Zeitachse.

[[Datei:Uniform-motion.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Gleichmäßig beschleunigte Bewegung ==

Bei einer [[Gleichmäßig beschleunigte Bewegung|gleichmäßig beschleunigten Bewegung]] ist die Beschleunigung konstant.

<math>v(t)=v_0+a\cdot t</math>

<math>s(t)=s_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2</math>

Im v-t-Diagramm entsteht eine Gerade. Im s-t-Diagramm entsteht eine Parabel.

[[Datei:Animation of Free Fall.gif|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Bremsbewegung ==

Beim Bremsen sinkt der Betrag der Geschwindigkeit. Im v-t-Diagramm fällt der Graph in Richtung der Zeitachse. Die Fläche unter dem Graphen bis zum Stillstand ist der Bremsweg.

[[Datei:Graphs of speed and displacement during braking with constant deceleration.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Zusammenhang der Diagramme =

{| class="wikitable"
! Ausgangsdiagramm
! Gesuchte Größe
! Methode
|-
| s-t-Diagramm
| Geschwindigkeit
| Steigung bestimmen
|-
| v-t-Diagramm
| Beschleunigung
| Steigung bestimmen
|-
| v-t-Diagramm
| Ortsänderung
| Fläche bestimmen
|-
| a-t-Diagramm
| Geschwindigkeitsänderung
| Fläche bestimmen
|}

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=puaupeg27rY |500|center}}

{{BR}}
= Beispiel: Fahrradfahrt =

Ein Fahrrad startet aus der Ruhe.

{| class="wikitable"
! Zeitabschnitt
! Bewegung
! Ergebnis
|-
| 0 bis 4 s
| gleichmäßig von 0 auf 4 m/s beschleunigt
| <math>a=1\,\mathrm{m/s^2}</math>
|-
| 4 bis 8 s
| konstant mit 4 m/s
| <math>a=0</math>
|-
| 8 bis 10 s
| gleichmäßig bis zum Stillstand gebremst
| <math>a=-2\,\mathrm{m/s^2}</math>
|}

Der Weg ist die Fläche unter dem v-t-Graphen:

<math>s_1=\frac{1}{2}\cdot4\,\mathrm{s}\cdot4\,\mathrm{m/s}=8\,\mathrm{m}</math>

<math>s_2=4\,\mathrm{s}\cdot4\,\mathrm{m/s}=16\,\mathrm{m}</math>

<math>s_3=\frac{1}{2}\cdot2\,\mathrm{s}\cdot4\,\mathrm{m/s}=4\,\mathrm{m}</math>

Insgesamt fährt das Fahrrad <math>28\,\mathrm{m}</math>.

{{BR}}
= Diagramme sicher auswerten =

# Lies Achsenbeschriftung und Einheiten.
# Prüfe, welche Größe auf der senkrechten Achse steht.
# Achte auf Vorzeichen und Bewegungsrichtung.
# Nutze bei Steigungen zwei gut ablesbare Punkte.
# Zerlege Flächen in einfache geometrische Formen.
# Formuliere das Ergebnis mit Einheit und Bedeutung.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was zeigt die Steigung im s-t-Diagramm?'''
(Die Geschwindigkeit)
(!Die Beschleunigung)
(!Die Masse)
(!Die Kraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was bedeutet eine waagerechte Linie im s-t-Diagramm?'''
(Der Körper ruht)
(!Der Körper beschleunigt)
(!Der Körper wird schwerer)
(!Der Körper bewegt sich rückwärts)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was zeigt die Steigung im v-t-Diagramm?'''
(Die Beschleunigung)
(!Den Ort)
(!Die Masse)
(!Die Energie)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Bedeutung hat die Fläche unter einem v-t-Graphen?'''
(Die Ortsänderung)
(!Die Beschleunigung)
(!Die Zeit)
(!Die Kraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Bedeutung hat die Fläche unter einem a-t-Graphen?'''
(Die Geschwindigkeitsänderung)
(!Die Ortsänderung)
(!Die Masseänderung)
(!Die Zeitänderung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie sieht der v-t-Graph einer gleichförmigen Bewegung aus?'''
(Als waagerechte Linie)
(!Als Parabel)
(!Als senkrechte Linie)
(!Als Kreis)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie sieht der s-t-Graph einer gleichförmigen Bewegung aus?'''
(Als Gerade)
(!Als Kreis)
(!Als senkrechte Linie)
(!Als zufällige Kurve)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was bedeutet ein negativer Wert der Geschwindigkeit?'''
(Bewegung in negativer Richtung)
(!Der Körper steht immer still)
(!Die Zeit läuft rückwärts)
(!Die Masse ist negativ)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Einheit hat die Beschleunigung?'''
(Meter pro Sekunde zum Quadrat)
(!Meter pro Sekunde)
(!Kilogramm)
(!Newtonsekunde)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Form hat der s-t-Graph bei konstanter Beschleunigung?'''
(Eine Parabel)
(!Eine waagerechte Gerade)
(!Ein Kreis)
(!Eine senkrechte Gerade)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Steigung im s-t-Diagramm || Geschwindigkeit
|-
| Fläche unter dem v-t-Graphen || Ortsänderung
|-
| Steigung im v-t-Diagramm || Beschleunigung
|-
| Fläche unter dem a-t-Graphen || Geschwindigkeitsänderung
|-
| Waagerechte Linie im s-t-Diagramm || Ruhe
|-
| Gerade im s-t-Diagramm || Gleichförmigkeit
|-
| Parabel im s-t-Diagramm || konstante Beschleunigung
|-
| Wert unter der Zeitachse im v-t-Diagramm || negative Bewegungsrichtung
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Bedeutung
|-
| '''s-t-Diagramm'''
| Steigung zeigt die Geschwindigkeit
|-
| '''v-t-Diagramm'''
| Fläche zeigt die Ortsänderung
|-
| '''a-t-Diagramm'''
| Fläche zeigt die Geschwindigkeitsänderung
|-
| '''Gleichförmige Bewegung'''
| Geschwindigkeit bleibt konstant
|-
| '''Gleichmäßig beschleunigte Bewegung'''
| Beschleunigung bleibt konstant

|}
{{E}}

<br>
...
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Kinematik || Wie heißt das Teilgebiet der Physik, das Bewegungen beschreibt?
|-
| Steigung || Welche geometrische Größe liefert im s-t-Diagramm die Geschwindigkeit?
|-
| Fläche || Welche geometrische Größe unter dem v-t-Graphen liefert die Ortsänderung?
|-
| Stillstand || Wie heißt der Zustand bei der Geschwindigkeit null?
|-
| Beschleunigung || Welche Größe beschreibt die Änderung der Geschwindigkeit?
|-
| Zeitachse || Wie heißt die waagerechte Achse in Bewegungsdiagrammen?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Bewegungsdiagramme+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Im s-t-Diagramm zeigt die Steigung die { Geschwindigkeit }. Eine waagerechte Linie im s-t-Diagramm bedeutet { Ruhe }. Im v-t-Diagramm zeigt die Steigung die { Beschleunigung }. Die Fläche unter dem v-t-Graphen ergibt die { Ortsänderung }. Die Fläche unter dem a-t-Graphen ergibt die { Geschwindigkeitsänderung }. Bei gleichförmiger Bewegung ist die Geschwindigkeit { konstant }. Bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung ist die Beschleunigung { konstant }. Ein negativer Geschwindigkeitswert zeigt eine Bewegung in negativer { Richtung }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Bewegungstagebuch]]: Beobachte fünf Minuten lang eine Bewegung und beschreibe Ruhe, gleichförmige Phasen und Beschleunigungen.
# [[Diagramm zeichnen]]: Zeichne ein s-t-Diagramm für einen Schulweg mit einem kurzen Halt.
# [[Achsen prüfen]]: Fotografiere oder skizziere ein Diagramm und markiere Größen, Einheiten und Skala.
# [[Graphengeschichte]]: Schreibe eine kurze Bewegungsgeschichte zu einem vorgegebenen s-t-Graphen.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Spielzeugauto-Experiment]]: Miss alle zwei Sekunden den Ort eines Spielzeugautos und erstelle eine Wertetabelle sowie ein s-t-Diagramm.
# [[Videoanalyse]]: Filme eine geradlinige Bewegung und bestimme aus Einzelbildern näherungsweise die Geschwindigkeit.
# [[Diagrammwechsel]]: Erstelle zu einem stückweise geraden s-t-Graphen einen passenden v-t-Graphen.
# [[Bremswegmodell]]: Zeichne zwei v-t-Diagramme mit verschiedenen Anfangsgeschwindigkeiten und vergleiche die Flächen.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Bewegungssensor]]: Plane eine Messung mit Smartphone oder Bewegungssensor und vergleiche Messdaten mit einem Modell.
# [[Fehleranalyse]]: Untersuche, wie Messfehler bei Ort und Zeit die berechnete Geschwindigkeit beeinflussen.
# [[Modellierung]]: Entwickle eine stückweise definierte Bewegung mit Beschleunigen, gleichförmigem Fahren und Bremsen.
# [[Erklärvideo]]: Produziere ein kurzes Lernvideo, das den Zusammenhang zwischen Steigung und Fläche erklärt.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Bewegung beschreiben]]: Beschreibe eine reale Bewegung zu einem unbekannten s-t-Diagramm und begründe jede Phase.
# [[Diagramme übertragen]]: Übertrage einen v-t-Graphen in einen qualitativen s-t- und a-t-Graphen.
# [[Flächen deuten]]: Vergleiche zwei v-t-Diagramme mit gleicher Endgeschwindigkeit, aber unterschiedlicher Fläche.
# [[Vorzeichen erklären]]: Erkläre an einem Beispiel, warum negative Beschleunigung nicht automatisch Bremsen bedeutet.
# [[Messdaten bewerten]]: Entscheide, ob eine Messreihe eher zu gleichförmiger oder beschleunigter Bewegung passt.
# [[Alltagsproblem lösen]]: Modelliere eine Busfahrt mit Haltestelle als Bewegungsdiagramm und erläutere Deine Annahmen.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du:
# Achsen, Größen und Einheiten korrekt verwenden.
# Bewegungsphasen sprachlich und grafisch darstellen.
# Steigungen als Geschwindigkeit oder Beschleunigung deuten.
# Flächen als Orts- oder Geschwindigkeitsänderung auswerten.
# Zwischen gleichförmiger und beschleunigter Bewegung unterscheiden.
# Ergebnisse nachvollziehbar berechnen und begründen.
# Messdaten kritisch prüfen und mit einem Modell vergleichen.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kinematik </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Bewegungsdiagramme - Physik]]'''
# [[Kinematik]]
# [[Geradlinige Bewegung]]
# [[Geschwindigkeit]]
# [[Beschleunigung]]
# [[Gleichförmige Bewegung]]
# [[Gleichmäßig beschleunigte Bewegung]]
# [[Freier Fall]]
# [[Bremsweg]]
# [[Messunsicherheit]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Kinematik]]
[[Kategorie:Bewegung]]
[[Kategorie:Diagramm]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Bewegungsdiagramme - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt