Interpretieren ist eine Tätigkeit,
die eng mit dem Experimentieren sowie mit Gleichungen und Diagrammen verbunden
ist. Beim Interpretieren wird einer verbale Aussage, einem Zeichensystem
(z. B. Gleichung, Proportionalität, Messwerten) oder einer grafischen
Darstellung (z. B. einem Diagramm) eine auf die Natur bezogene inhaltliche
Bedeutung gegeben.
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.
Beispiel 2:
In einem Diagramm (Bild 1) ist der Bewegungsablauf für ein Fahrzeug
dargestellt. Interpretieren Sie dieses Diagramm!
Das Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit v
und der Zeit t. In den ersten 20 Sekunden ist die Geschwindigkeit
konstant und beträgt 50 km/h. Dann verringert sich die Geschwindigkeit
innerhalb von 10 Sekunden gleichmäßig auf null. Anschließend
steht das Fahrzeug 30 Sekunden lang. Danach erreicht es aus dem Stillstand
innerhalb von 20 Sekunden eine Geschwindigkeit von 40 km/h,
mit der es weiterfährt.
Der Anstieg des Graphen ist gleich dem Quotienten aus den beiden Achsengrößen (Bild 2a). 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 2b). Bei einem F-s-Diagramm mit F = konstant ist die Fläche unter dem Graphen gleich der verrichteten mechanischen Arbeit.