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2026-07-27T15:06:51Z

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{{T}}

{{BR}}
= Diagramme in der Physik - Physik =

[[Datei:Cartesian-coordinate-system-directed.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Einleitung =

Diagramme gehören zur Sprache der [[Physik]]. Sie machen Messwerte, Zusammenhänge und Veränderungen sichtbar. Ein Diagramm kann Dir zum Beispiel zeigen, ob sich ein Körper gleichförmig bewegt, wie stark ein elektrischer Widerstand ist oder wie eine Temperatur im Laufe der Zeit steigt.

In diesem aiMOOC lernst Du, physikalische Diagramme zu erstellen, zu lesen und auszuwerten. Der Schwerpunkt liegt auf der Schule und besonders auf der [[Mechanik]], der [[Elektrizitätslehre]] und der Auswertung von Experimenten.

'''Du lernst:'''

# [[Koordinatensystem|Koordinatensysteme]] korrekt zu beschriften und zu skalieren.
# Messwerte als Punkte einzutragen und durch eine geeignete Kurve oder Ausgleichsgerade darzustellen.
# Steigungen und Flächen physikalisch zu deuten.
# Bewegungsdiagramme und Kennlinien zu unterscheiden.
# typische Fehler in Diagrammen zu erkennen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=_c7W4Cd_L08 |500|center}}

{{BR}}
= Diagramme als Sprache der Physik =

Ein physikalisches Diagramm ist mehr als ein Bild. Es verbindet zwei oder mehr messbare Größen. Meist zeigt die waagerechte Achse eine unabhängige Größe und die senkrechte Achse eine davon abhängige Größe.

[[Datei:Scatterplot WithLRForumulaIndicated.png|500px|rahmenlos|center]]

Nicht jede physikalische Darstellung ist ein Messwertdiagramm:

# [[Messwertdiagramm]]: Es zeigt Messpunkte und ihre Beziehung, zum Beispiel Temperatur gegen Zeit.
# [[Bewegungsdiagramm]]: Es zeigt Ort, Geschwindigkeit oder Beschleunigung im zeitlichen Verlauf.
# [[Kennlinie]]: Sie beschreibt das Verhalten eines Systems oder Bauteils, zum Beispiel Stromstärke gegen Spannung.
# [[Freikörperbild]]: Es zeigt Kräfte als Pfeile an einem ausgewählten Körper.
# [[Schaltplan]]: Er zeigt elektrische Bauteile und ihre Verbindungen mit genormten Symbolen.
# [[Strahlengang]]: Er zeigt die Ausbreitung von Lichtstrahlen.

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== Graph, Schema und Tabelle ==

Eine [[Tabelle]] enthält einzelne Zahlenwerte. Ein Graph zeigt den Verlauf zwischen diesen Werten. Ein Schema stellt dagegen den Aufbau oder die Wirkungsweise eines Systems vereinfacht dar.

[[Datei:Free body.svg|500px|rahmenlos|center]]

Das Freikörperbild oben zeigt Kräfte an einem Körper auf einer schiefen Ebene. Es ist kein Messwertgraph, weil keine Größe gegen eine andere Größe aufgetragen wird.

[[Datei:SimpleCircuit.SVG|500px|rahmenlos|center]]

Ein Schaltplan zeigt, welche Bauteile miteinander verbunden sind. Die räumliche Lage der Bauteile im echten Versuch muss nicht mit der Anordnung im Schaltplan übereinstimmen.

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= Vom Experiment zum Diagramm =

Bei einem Experiment entsteht ein Diagramm in mehreren Schritten:

# Formuliere eine [[Fragestellung]], zum Beispiel: Wie hängt der zurückgelegte Weg von der Zeit ab?
# Bestimme die unabhängige und die abhängige Größe.
# Miss mehrere Wertepaare.
# Trage Größenzeichen und Einheiten in eine Tabelle ein.
# Wähle eine sinnvolle Achsenskalierung.
# Trage die Messpunkte ein.
# Zeichne eine passende Ausgleichsgerade oder Ausgleichskurve.
# Deute den Verlauf physikalisch.

Messpunkte werden nicht automatisch wie bei einem Malen-nach-Zahlen-Bild miteinander verbunden. Bei streuenden Messwerten beschreibt eine [[Ausgleichsgerade]] oder Ausgleichskurve den erkennbaren Trend.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=a6p57RELR6k |500|center}}

{{BR}}
= Aufbau eines physikalischen Diagramms =

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== Achsen und Größen ==

Die waagerechte Achse heißt '''x-Achse''' oder '''Abszisse'''. Die senkrechte Achse heißt '''y-Achse''' oder '''Ordinate'''.

Häufig gilt:

<math>x = \text{unabhängige Größe}</math>

<math>y = \text{abhängige Größe}</math>

Ein Messpunkt besitzt zwei Koordinaten:

<math>P_i=(x_i\mid y_i)</math>

An jeder Achse müssen das [[Formelzeichen]] und die [[Einheit]] stehen. Eine geeignete Beschriftung lautet zum Beispiel <math>t/\mathrm{s}</math> und <math>s/\mathrm{m}</math>. Dadurch ist klar, dass die Zeit in Sekunden und der Ort in Metern angegeben wird.

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== Skalierung ==

Eine gute Skalierung nutzt den verfügbaren Platz aus und bleibt leicht lesbar. Gleiche Abstände auf einer Achse müssen gleichen Zahlenunterschieden entsprechen.

Die Achse muss nicht immer bei null beginnen. Ein abgeschnittener Wertebereich kann kleine Unterschiede deutlicher zeigen. Er darf aber nicht zu einer irreführenden Darstellung führen.

'''Prüfe vor dem Zeichnen:'''

# Passen alle Messwerte in das Koordinatensystem?
# Sind die Teilstriche gleichmäßig?
# Lassen sich Zwischenwerte gut ablesen?
# Ist die Null sinnvoll gewählt?
# Sind Größe und Einheit vollständig angegeben?

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== Messpunkte und Unsicherheit ==

Messwerte sind nie vollkommen exakt. Kleine Abweichungen können durch die Auflösung eines Messgeräts, die Reaktionszeit oder veränderte Versuchsbedingungen entstehen.

Ein Messpunkt wird als kleines Kreuz oder klarer Punkt eingezeichnet. Bei fortgeschrittener Auswertung können [[Fehlerbalken]] die Messunsicherheit anzeigen.

Eine Ausgleichsgerade soll so verlaufen, dass die Messpunkte insgesamt möglichst gut beschrieben werden. Sie muss nicht durch jeden einzelnen Punkt gehen.

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= Diagramme lesen =

Gehe beim Lesen immer in derselben Reihenfolge vor:

# Lies die Achsenbeschriftungen und Einheiten.
# Bestimme den dargestellten Wertebereich.
# Suche auffällige Abschnitte, Hochpunkte, Tiefpunkte oder Knicke.
# Prüfe, ob der Graph steigt, fällt oder waagerecht verläuft.
# Untersuche Steigung und Fläche.
# Formuliere die Aussage in physikalischen Begriffen.

Ein steigender Graph bedeutet nur, dass die Größe auf der y-Achse größer wird. Er bedeutet nicht automatisch, dass ein Körper schneller wird. Das hängt davon ab, welche Größe auf der y-Achse steht.

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= Mathematische Werkzeuge =

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== Steigung ==

Die Steigung beschreibt, wie stark sich die Größe auf der y-Achse verändert, wenn sich die Größe auf der x-Achse verändert.

<math>m=\frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}</math>

Die Einheit der Steigung ergibt sich aus den Achseneinheiten.

In einem Ort-Zeit-Diagramm gilt:

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

Beispiel:

<math>v=\frac{60\,\mathrm{m}-0\,\mathrm{m}}{12\,\mathrm{s}-0\,\mathrm{s}}=5\,\mathrm{\frac{m}{s}}</math>

Die Steigung beträgt also <math>5\,\mathrm{m/s}</math>. Der Körper bewegt sich in diesem Abschnitt gleichförmig.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=5L7O_3giIps |500|center}}

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== Fläche unter einem Graphen ==

Auch eine Fläche kann eine physikalische Bedeutung besitzen. Entscheidend sind die Größen und Einheiten der beiden Achsen.

# Im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm entspricht die vorzeichenbehaftete Fläche der Ortsänderung.
# Im Kraft-Weg-Diagramm entspricht die Fläche der verrichteten mechanischen Arbeit, wenn die Kraft in Bewegungsrichtung wirkt.
# Im Leistung-Zeit-Diagramm entspricht die Fläche der übertragenen Energie.

Für eine konstante Geschwindigkeit gilt:

<math>\Delta s=v\cdot \Delta t</math>

Bei veränderlicher Geschwindigkeit kann die Fläche in Rechtecke, Dreiecke oder Trapeze zerlegt werden. In höheren Klassen wird sie mit einem Integral beschrieben:

<math>\Delta s=\int_{t_1}^{t_2}v(t)\,\mathrm{d}t</math>

Flächen unterhalb der Zeitachse zählen negativ zur Ortsänderung. Für die gesamte zurückgelegte Strecke müssen die Beträge der Teilflächen addiert werden.

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== Proportionalität und Linearität ==

Bei einer direkten Proportionalität gilt:

<math>y=k\cdot x</math>

Der Graph ist eine Gerade durch den Ursprung. Verdoppelt sich <math>x</math>, verdoppelt sich auch <math>y</math>.

Eine Gerade mit

<math>y=m\cdot x+b</math>

ist linear beziehungsweise affin, aber nur bei <math>b=0</math> direkt proportional.

Eine gekrümmte Linie zeigt, dass sich die Änderungsrate verändert. Ein Knick kann auf einen Wechsel des physikalischen Zustands oder der Versuchsbedingungen hinweisen.

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= Typische Diagramme in der Physik =

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== Ort-Zeit-Diagramm ==

Im Ort-Zeit-Diagramm wird der Ort <math>s</math> oder <math>x</math> gegen die Zeit <math>t</math> aufgetragen.

# Eine waagerechte Linie bedeutet Stillstand.
# Eine Gerade mit konstanter Steigung bedeutet gleichförmige Bewegung.
# Eine zunehmend steilere Kurve bedeutet zunehmenden Betrag der Geschwindigkeit.
# Eine fallende Linie bedeutet Bewegung in die negative Richtung.

Die Steigung ist die Geschwindigkeit:

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

Wird auf der y-Achse tatsächlich die gesamte zurückgelegte Weglänge dargestellt, kann der Graph nicht fallen. Ein fallender Graph ist nur bei einer Ortskoordinate möglich.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=ttHCd4TamhE |500|center}}

{{BR}}
== Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm ==

Im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm steht die Geschwindigkeit <math>v</math> auf der y-Achse.

[[Datei:Velocity Time physics graph.svg|500px|rahmenlos|center]]

# Eine waagerechte Linie bedeutet konstante Geschwindigkeit.
# Eine ansteigende Gerade bedeutet konstante positive Beschleunigung.
# Eine fallende Gerade bedeutet konstante negative Beschleunigung.
# Ein Graph auf der Zeitachse bedeutet Stillstand.
# Ein Graph unterhalb der Zeitachse bedeutet Bewegung in negativer Richtung.

Die Steigung ist die Beschleunigung:

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

Die Fläche ist die Ortsänderung:

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

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

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=i2W586JBbCc |500|center}}

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== Beschleunigung-Zeit-Diagramm ==

Im Beschleunigung-Zeit-Diagramm steht die Beschleunigung <math>a</math> auf der y-Achse.

Eine waagerechte Linie oberhalb der Zeitachse bedeutet konstante positive Beschleunigung. Eine Linie auf der Zeitachse bedeutet <math>a=0</math>. Dann bleibt die Geschwindigkeit konstant, muss aber nicht null sein.

Die Fläche liefert die Geschwindigkeitsänderung:

<math>\Delta v=\int_{t_1}^{t_2}a(t)\,\mathrm{d}t</math>

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=AlGIMoueJX8 |500|center}}

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== Strom-Spannungs-Kennlinie ==

Eine Strom-Spannungs-Kennlinie zeigt den Zusammenhang zwischen Spannung <math>U</math> und Stromstärke <math>I</math>.

[[Datei:Ohm's law simple circuit.svg|500px|rahmenlos|center]]

Bei einem ohmschen Widerstand gilt:

<math>U=R\cdot I</math>

Wird <math>U</math> auf der y-Achse und <math>I</math> auf der x-Achse dargestellt, ist die Steigung der elektrische Widerstand:

<math>R=\frac{\Delta U}{\Delta I}</math>

[[Datei:Ohmic resistance.svg|500px|rahmenlos|center]]

Wird die Achsenbelegung vertauscht, entspricht die Steigung dem Leitwert <math>1/R</math>. Deshalb musst Du vor jeder Auswertung die Achsen genau prüfen.

Eine Glühlampe besitzt bei deutlicher Erwärmung keine gerade Kennlinie. Ihr Widerstand verändert sich mit der Temperatur.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=l9GhmMTClcU |500|center}}

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== Temperatur-Zeit-Diagramm ==

Ein Temperatur-Zeit-Diagramm zeigt die Temperatur eines Körpers oder Stoffes während des Erwärmens oder Abkühlens.

Ein steigender Verlauf bedeutet Erwärmung. Ein fallender Verlauf bedeutet Abkühlung. Ein waagerechter Abschnitt kann während eines Phasenübergangs auftreten. Dann wird Energie aufgenommen oder abgegeben, ohne dass sich die Temperatur sofort ändert.

Die Steigung beschreibt die Erwärmungs- oder Abkühlungsrate:

<math>\frac{\Delta T}{\Delta t}</math>

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== Schwingungsdiagramm ==

Bei einer [[Schwingung]] kann die Auslenkung <math>x</math> gegen die Zeit dargestellt werden.

Wichtige Größen sind:

# [[Amplitude]]: größte Auslenkung aus der Ruhelage.
# [[Periodendauer]]: Zeit für eine vollständige Schwingung.
# [[Frequenz]]: Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.

<math>f=\frac{1}{T}</math>

Bei einer gedämpften Schwingung nimmt die Amplitude mit der Zeit ab. Bei kritischer Dämpfung kehrt das System besonders schnell ohne weiteres Überschwingen in die Ruhelage zurück.

[[Datei:Critical damping graph.svg|500px|rahmenlos|center]]

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== Kraft- und Vektordiagramme ==

Kräfte, Geschwindigkeiten und Feldgrößen sind [[Vektor|Vektoren]]. Ein Pfeil zeigt Betrag, Richtung und Angriffspunkt beziehungsweise Bezugspunkt.

In einem Freikörperbild werden nur die Kräfte eingezeichnet, die auf den ausgewählten Körper wirken. Wechselwirkungskräfte an einem anderen Körper gehören nicht in dasselbe Freikörperbild.

[[Datei:Force Diagram.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Auch kompliziertere Bewegungen lassen sich mit Vektoren darstellen. Beim folgenden Beispiel zeigt das Diagramm die Richtung der [[Lorentzkraft]] auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld.

[[Datei:Lorentz force.svg|500px|rahmenlos|center]]

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= Häufige Fehler =

{| class="wikitable"
! Fehler
! Verbesserung
|-
| Achse ohne Einheit
| Größe und Einheit angeben, zum Beispiel <math>t/\mathrm{s}</math>
|-
| Ungleichmäßige Teilstriche
| Gleiche Zahlenabstände mit gleichen Strecken darstellen
|-
| Unpassender Diagrammtyp
| Für zwei Messgrößen meist ein Punktdiagramm verwenden
|-
| Punkte blind verbinden
| Eine physikalisch begründete Ausgleichsgerade oder Kurve zeichnen
|-
| Steigung mit einem sehr kleinen Dreieck bestimmen
| Zwei weit auseinanderliegende Punkte der Ausgleichslinie verwenden
|-
| Steigender Ort wird mit Beschleunigung verwechselt
| Zuerst prüfen, welche Größe auf der y-Achse steht
|-
| Fläche ohne Einheit deuten
| Achseneinheiten multiplizieren und physikalisch zuordnen
|-
| U-I- und I-U-Diagramm verwechseln
| Vor der Widerstandsberechnung die Achsenbelegung prüfen
|}

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= Qualitätscheck für Dein Diagramm =

Prüfe Dein Diagramm vor der Abgabe:

# Besitzt es eine eindeutige Überschrift?
# Sind beide Achsen mit Größe und Einheit beschriftet?
# Ist die unabhängige Größe sinnvoll auf der x-Achse?
# Ist die Skalierung gleichmäßig und gut ausgenutzt?
# Sind Messpunkte deutlich erkennbar?
# Ist die Ausgleichslinie fachlich begründet?
# Wurde die Steigung mit einem großen Steigungsdreieck bestimmt?
# Enthält die Auswertung einen vollständigen physikalischen Satz?

{{BR}}
= Beispiel: Bewegung eines Modellautos =

Ein Modellauto fährt auf einer geraden Strecke. Es werden folgende Werte gemessen:

{| class="wikitable"
! Zeit <math>t</math> in <math>\mathrm{s}</math>
! Ort <math>s</math> in <math>\mathrm{m}</math>
|-
| 0
| 0
|-
| 2
| 6
|-
| 4
| 12
|-
| 6
| 18
|}

Die Punkte liegen auf einer Geraden durch den Ursprung. Die Geschwindigkeit folgt aus der Steigung:

<math>v=\frac{18\,\mathrm{m}-0\,\mathrm{m}}{6\,\mathrm{s}-0\,\mathrm{s}}=3\,\mathrm{\frac{m}{s}}</math>

Das Auto bewegt sich im betrachteten Zeitraum gleichförmig mit <math>3\,\mathrm{m/s}</math>.

Eine gute Auswertung lautet nicht nur „Die Gerade steigt“. Fachlich genauer ist: „Der Ort nimmt proportional mit der Zeit zu. Die konstante Steigung beträgt <math>3\,\mathrm{m/s}</math> und entspricht der Geschwindigkeit.“

{{BR}}
= Mini-Experiment =

Untersuche eine gleichförmige oder annähernd gleichförmige Bewegung.

# Markiere eine gerade Strecke auf dem Boden.
# Lass einen Spielzeugwagen oder eine rollende Kugel fahren.
# Filme die Bewegung seitlich oder miss mehrere Positionen mit einer Stoppuhr.
# Erstelle eine Wertetabelle.
# Zeichne ein Ort-Zeit-Diagramm.
# Bestimme die Geschwindigkeit aus der Steigung.
# Beschreibe mögliche Messunsicherheiten.

Achte darauf, dass niemand über Messgeräte, Markierungen oder Fahrzeuge stolpert.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

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

{{MC}}

'''Welche Größe wird gewöhnlich auf der x-Achse eines Messwertdiagramms dargestellt?'''
(Die unabhängige Größe)
(!Die abhängige Größe)
(!Die größte Messunsicherheit)
(!Die Einheit der Steigung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was gehört zu einer vollständigen Achsenbeschriftung?'''
(Größe und Einheit)
(!Nur eine Zahl)
(!Nur die Farbe)
(!Nur der Name des Experiments)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche physikalische Größe entspricht der Steigung eines Ort-Zeit-Diagramms?'''
(Die Geschwindigkeit)
(!Die Masse)
(!Die Energie)
(!Die Temperatur)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beschreibt die Fläche unter einem Geschwindigkeit-Zeit-Graphen?'''
(Die Ortsänderung)
(!Die Beschleunigung)
(!Die Masse)
(!Die Kraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Woran erkennst Du eine direkte Proportionalität?'''
(An einer Geraden durch den Ursprung)
(!An einer waagerechten Linie)
(!An einer beliebigen Kurve)
(!An einer senkrechten Linie)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie werden streuende Messpunkte gewöhnlich sinnvoll ausgewertet?'''
(Mit einer Ausgleichsgeraden oder Ausgleichskurve)
(!Durch willkürliches Verbinden aller Punkte)
(!Durch Löschen aller abweichenden Werte)
(!Durch Vertauschen der Achsen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was bedeutet eine waagerechte Linie im Ort-Zeit-Diagramm?'''
(Der Körper ruht)
(!Der Körper beschleunigt gleichmäßig)
(!Der Körper besitzt negative Masse)
(!Der Körper wird wärmer)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was bedeutet ein negativer Wert im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm?'''
(Bewegung in negativer Richtung)
(!Fehlende Bewegung)
(!Fehlende Zeitmessung)
(!Positive Beschleunigung in jedem Fall)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe entspricht bei U auf der y-Achse und I auf der x-Achse der Steigung?'''
(Der elektrische Widerstand)
(!Die elektrische Ladung)
(!Die Leistung)
(!Die Frequenz)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was stellen Pfeile in einem Freikörperbild dar?'''
(Kräfte mit Richtung und Betrag)
(!Messzeiten ohne Einheit)
(!Nur zurückgelegte Wege)
(!Nur elektrische Spannungen)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Abszisse || waagerechte Achse
|-
| Ordinate || senkrechte Achse
|-
| Steigung || Änderungsquotient
|-
| Flächeninhalt || aufsummierte Wirkung
|-
| Ausgleichsgerade || Trend streuender Messwerte
|-
| Kennlinie || Zusammenhang zweier Betriebsgrößen
|-
| Periodendauer || Zeit einer vollständigen Schwingung
|-
| Freikörperbild || Kräfte an einem ausgewählten Körper
|}
{{E}}
<br>

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

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''x-Achse'''
| unabhängige Größe
|-
| '''y-Achse'''
| abhängige Größe
|-
| '''Geschwindigkeit'''
| Steigung im Ort-Zeit-Diagramm
|-
| '''Beschleunigung'''
| Steigung im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm
|-
| '''Ortsänderung'''
| Fläche im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm
|-
| '''Widerstand'''
| Steigung im U-I-Diagramm

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Abszisse || Wie heißt die waagerechte Achse eines Koordinatensystems?
|-
| Ordinate || Wie heißt die senkrechte Achse eines Koordinatensystems?
|-
| Steigung || Welche Größe beschreibt die Änderung von y im Verhältnis zur Änderung von x?
|-
| Kennlinie || Wie heißt ein Graph, der das Verhalten eines Bauteils beschreibt?
|-
| Messpunkt || Wie heißt ein eingetragenes Wertepaar im Diagramm?
|-
| Skalierung || Wie heißt die Einteilung der Zahlenwerte an einer Achse?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

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

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Die waagerechte Achse eines Diagramms heißt { Abszisse }. Auf ihr wird meistens die { unabhängige } Größe dargestellt. Jede Achse muss mit Größe und { Einheit } beschriftet werden. Gleiche Zahlenabstände benötigen eine gleichmäßige { Skalierung }. Streuende Messwerte werden häufig durch eine { Ausgleichsgerade } beschrieben. Die Steigung im Ort-Zeit-Diagramm entspricht der { Geschwindigkeit }. Die Steigung im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm entspricht der { Beschleunigung }. Die Fläche unter einem Geschwindigkeit-Zeit-Graphen liefert die { Ortsänderung }. Eine direkte Proportionalität erscheint als Gerade durch den { Ursprung }. Bei einem U-I-Diagramm mit U auf der y-Achse entspricht die Steigung dem elektrischen { Widerstand }. In einem Schwingungsdiagramm ist die größte Auslenkung die { Amplitude }. Ein Freikörperbild stellt wirkende Kräfte als { Pfeile } dar.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Achsencheck]]: Suche in Deinem Physikbuch drei Diagramme und notiere jeweils die Größen und Einheiten der Achsen.
# [[Diagrammbeschreibung]]: Beschreibe einen vorgegebenen Graphen mit den Wörtern steigt, fällt, konstant, steil und flach.
# [[Alltagsbewegung]]: Zeichne ein mögliches Ort-Zeit-Diagramm für Deinen Weg von der Haustür zur Bushaltestelle.
# [[Fehlersuche]]: Gestalte absichtlich ein fehlerhaftes Diagramm und markiere anschließend mindestens fünf Fehler.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Messreihe]]: Miss die Abkühlung von warmem Wasser und erstelle ein Temperatur-Zeit-Diagramm.
# [[Modellauto]]: Nimm die Bewegung eines Spielzeugautos auf und bestimme seine Geschwindigkeit aus einem Diagramm.
# [[Kennlinienvergleich]]: Vergleiche die Kennlinien eines ohmschen Widerstands und einer Glühlampe mithilfe geeigneter Quellen oder eines Schulversuchs.
# [[Diagrammgeschichte]]: Erstelle eine kurze Bildergeschichte, in der eine Bewegung nur durch Ort-Zeit- und Geschwindigkeit-Zeit-Diagramme erzählt wird.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Messunsicherheit]]: Wiederhole eine Messung mehrfach, bestimme Mittelwerte und stelle die Streuung mit Fehlerbalken dar.
# [[Diagrammwechsel]]: Entwickle zu einem Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm das passende Ort-Zeit- und Beschleunigung-Zeit-Diagramm.
# [[Videoprojekt]]: Produziere ein Lernvideo, das Steigung und Fläche in Bewegungsdiagrammen an einem eigenen Beispiel erklärt.
# [[Experimentkritik]]: Untersuche ein veröffentlichtes Diagramm aus Medien oder Werbung auf Achsenwahl, Skalierung und mögliche Irreführung.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Bewegungsanalyse]]: Ein Ort-Zeit-Graph wird zuerst steiler, verläuft danach waagerecht und fällt schließlich. Erkläre die Bewegung in vollständigen physikalischen Sätzen.
# [[Darstellungswechsel]]: Übertrage eine kurze Bewegungsgeschichte in ein Ort-Zeit-Diagramm und begründe jeden Abschnitt.
# [[Steigung und Einheit]]: Erkläre, warum die Einheit einer Steigung von den Achsengrößen abhängt, und entwickle zwei eigene Beispiele.
# [[Flächendeutung]]: Vergleiche die Bedeutung einer Fläche in einem Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm mit der Fläche in einem Leistung-Zeit-Diagramm.
# [[Kennlinienentscheidung]]: Entscheide anhand mehrerer Messpunkte, ob ein Bauteil ohmsch ist, und begründe Deine Entscheidung ohne bloß die Formel zu nennen.
# [[Diagrammkritik]]: Bewerte ein Diagramm mit abgeschnittener y-Achse. Erkläre, wann diese Darstellung sinnvoll und wann sie irreführend ist.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du:

# ein Diagramm mit Überschrift, Achsen, Größen, Einheiten und sinnvoller Skalierung erstellen kannst.
# Messpunkte korrekt einträgst und eine begründete Ausgleichslinie wählst.
# Werte und Zwischenwerte aus einem Graphen abliest.
# Steigungen berechnest und ihre Einheit physikalisch deutest.
# Flächen unter geeigneten Graphen interpretierst.
# Ort-Zeit-, Geschwindigkeit-Zeit- und Beschleunigung-Zeit-Diagramme miteinander verknüpfst.
# direkte Proportionalität und andere lineare Zusammenhänge unterscheidest.
# U-I- und I-U-Kennlinien korrekt auswertest.
# Messunsicherheiten und Darstellungsfehler erkennst.
# Deine Aussagen in vollständigen physikalischen Sätzen begründest.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

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

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Diagramme in der Physik]]'''
# [[Koordinatensystem]]
# [[Messwert]]
# [[Messunsicherheit]]
# [[Ausgleichsgerade]]
# [[Steigung]]
# [[Integral]]
# [[Bewegungsdiagramm]]
# [[Geschwindigkeit]]
# [[Beschleunigung]]
# [[Elektrischer Widerstand]]
# [[Kennlinie]]
# [[Schwingung]]
# [[Freikörperbild]]
# [[Schaltplan]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Diagramm]]
[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Elektrizitätslehre]]
[[Kategorie:Messung]]
[[Kategorie:Mathematik in der Physik]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Sekundarstufe I]]
[[Kategorie:Sekundarstufe II]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =

[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Diagramme in der Physik - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt