3 Rörelse: 3.6 Konsten att tolka grafer
3.6 Konsten att tolka grafer
En orsak till att fysikämnet kan kännas svårt för de flesta av oss är att samma fenomen kan avbildas på flera olika sätt. De fyra så kallade representationsformerna #(# ord, formel, graf och bild) som introducerades i kapitel #1 # är alla mer eller mindre abstrakta och ytligt sett helt olika. De innehåller också delvis överlappande information. Vilken av dem som bäst beskriver ett fenomen beror på vem som ska ha beskrivningen och vad den ska användas till. Som fysikelev bör du sträva efter att med hjälp av vilken som helst av dem kunna föreställa dig de andra tre.
I figur #3.20 # ser du en v-t-graf. Grafen visar inte en verklig situation, sådana ska vi se på om en liten stund. Den visar en modell av en verklig situation. Kan du genom att studera diagrammet gissa dig till vilken typ av skeende som modellen avbildar? Ta och tänk efter en stund innan du läser vidare!
#3.20# Vad representerar v-t-grafen?
Man kan börja med att gissa sig till tolkningen av grafen genom att se på vilken enhet lutningen får. Eftersom lutning definieras som får vi att enheten blir #\frac{{m/s}}{s} = \frac{m}{{{s^2}}}# = m/s #2# som ju är en enhet för acceleration.
Accelerationen efter den första sekunden är lutningen på tangenten som nuddar v-t-grafen när det precis har gått #1 # s. Vi bestämmer tangentens lutning med hjälp av två punkter på den. I vårt fall ser vi att lutningen blir m/s #2# = #3,5 # m/s #2# .
#3.21# Lutningen på en v-t-graf ger accelerationen.
#3.22 # a Tangenten i en viss punkt på en graf får du fram genom att lägga linjalen så att du har punkten i mitten.
#3.22 # b För sedan linjalen uppåt tills den nuddar grafen i punkten.
#3.22 # c Ta ut två punkter på tangenten. Lutningen får du genom att beräkna #\Delta#v/#\Delta#t.
Studerar man sen den högsta punkten på v-t-grafen i figur #3.20 # ser man att toppfarten är cirka #10,1 # m/s eller #36 # km/h och att den uppnås efter ungefär #6 # s.
Den enhet man får om man multiplicerar enheterna på de två axlarna med varandra underlättar också tolkningen. I vår v-t-graf i figur #3.20 # blir enheten m/s · s = m, som är en enhet för en sträcka. Vi uppskattar arean under grafen med hjälp av en rektangel och kommer fram till att den är ungefär #9 # m/s · #10,8 # s = #100 # m. Se figur #3.24.#
Vad ska vi nu säga om v-t-grafen i figur #3.20# ? Arean har enheten meter, toppfarten är ungefär #10 # m/s och sträckan är, som du ser i figur #3.24, # ungefär #100 # m. Med hjälp av pusselbitarna vi har fått kan vi gissa att modellen avbildar ett #100-# meterslopp? Men vi kanske har fel. Om vi har rätt, hur bra är modellen av loppet i så fall? Kan du springa #100 # m på #10,8 # s?
#3.23# Den högsta punkten på en v-t-graf ger toppfarten.
#3.24# Arean mellan v-t-grafen och tidsaxeln mellan två tidpunkter ger den tillryggalagda sträckan under tidsintervallet.