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Potentielle Energie

Kinetische Energie

Masse

Höhe

  • h
  • m
  • g

E = 1/2

E = m

kin

pot

Geschwindigkeit

Potentielle Energie (in Nm)

Ortsfaktor

Bewegungsenergie

  • ist die Energie die ein Körper aufgrund seiner Bewegung hat
  • ist genauso groß, wie die Beschleunigungsenergie
  • Sie hängt ab von:
  • der Masse des Körpers
  • und seiner Geschwindigkeit
  • Ein fahrendes Auto besitzt kinetische Energie.
  • Eine Person in einem fahrenden Auto hat gegenüber dem Auto die kinetische Energie null.

Beispiele aus dem Alltag:

  • Das Pendel einer Pendeluhr bewegt sich ebenfalls aufgrund kinetischer Energie. An diesem Beispiel sieht man auch, dass sich die Bewegungsenergie in Lageenergie (oder auch in andere Energien) umwandeln kann.

Kinetische Energie (in Nm)

Lageenergie

  • Die Fähigkeit eines Körpers mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden
  • m

E = 1/2

  • Sie hängt ab von:
  • der Gewichtskraft des Körpers

kin

  • der Höhe in der er sich befindet
  • (10 m/s)²
  • Beispiele im Alltag:
  • Wasser in einem Pumpspeicherwerk, das beim Herabfließen einen Generator antreibt und Strom erzeugt.

Ein Buch liegt auf einem 1 m hohen Tisch mit einer potentiellen Energie von 29,43 J. Wie schwer ist das Buch.

Beispiel:

Ges.: m = ?

Geg.: Epot= 29,43 J

h = 1m

Ein Jugendlicher wiegt 60kg und steht auf einem 7,5m Brett. Berechne seine Lageenergie.

g = 9,81

Lösung:

Epot = m*g*h | :(g*h)

Ges.: Epot= ?

= m

Geg.: m=60kg

Epot

_____

  • 0,0025 kg

g*h

h= 7,5 m

= 3

29,43 J

_____

g= 9,81

9,81*1m

Das Buch wiegt 3 kg.

Epot = m*g*h

Lösung:

=60kg * 9,81 * 7,5

=4414,5 J

Der Jugendliche hat eine potentielle Energie von 4414,5 J.

= 1/2

= 0,01125 J

v= 3 m/s

m= 0,0025 kg

Potentielle Energie

Kinetische Energie

Potentielle Energie

Beispiel:

Man hält einen 2kg schweren Ball 2m über dem Boden, und lässt ihn daraufhin fallen.

Mit was für einer Geschwindigkeit trifft der Ball auf den Boden auf ?

Rechnung:

Geg.: m = 2 kg

Ges.: v = ?

m * g * h = 0,5 * m * v²

2kg * 9,81 m/s² * 2 m = 0,5 * 2 kg * v²

h = 2 m

9,81 m/s² * 2 m = 0,5 * v² | : 0,5

= v²

______

9,81 * 2

Epot= m * g * h

Ansatz:

0,5

39,24 m²/s² = v² |

Ekin = 0,5 * m * v²

6,26 m/s = v

Der Ball trifft mit einer Geschwindigkeit von ca. 6,26 m/s auf den Boden.

Vorgang:

Was ist Mechanische Energie?

  • Zu Beginn befindet sich der Ball in einer Ruhelage (potentielle Energie) in 1m Höhe
  • Nachdem der Ball fallen gelassen wird, wandelt sich die potentielle in kinetische Energie (Bewegungsenergie) um.
  • Sobald er am Boden aufschlägt ist die potentielle Energie 0 und die kinetische Energie am Boden entspricht genau der potentiellen Energie die der Ball in der Luft hatte => Energieerhaltungssatz(EES)
  • Das gilt allerings dann nur in einem verlustfreien System

Mechanische Energie ist die Fähigkeit eines Körpers, aufgrund seiner Lage oder seiner Bewegung:

Isaac Newton

James Prescott Joule

  • mechanische Arbeit zu verrichten.
  • Wärme abzugeben oder Licht auszusenden.

kennzeichnet Zustand eines Köpers "Zustandsgröße"

wird in Joule (J) und Newtonmeter (Nm)

Energieumwandlug:

Potentielle und kinetische Energie

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit :)

Ein Referat von David und Amalia