Energie als Erhaltungsgröße: Unterschied zwischen den Versionen
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{|width=100%| style="background-color:#FFD700; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em" | {|width=100%| style="background-color:#FFD700; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em" | ||
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Mit Energie können Körper bewegt, verformt, erwärmt oder zur Aussendung von Licht gebracht werden. | Mit Energie können Körper bewegt, verformt, erwärmt oder zur Aussendung von Licht gebracht werden. | ||
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− | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Lage besitzen, nennt man '''Höhenenergie''' oder '''potentielle Energie E<sub>Pot</sub>''' | + | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Lage besitzen, nennt man '''Höhenenergie E<sub>H</sub>''' oder '''potentielle Energie E<sub>Pot</sub>'''. |
+ | {|width=100%| style="background-color:#FFFACD; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em" | ||
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+ | Ein Körper der Masse 250g befindet sich 1,0m über dem Boden. | ||
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− | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer | + | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Geschwindigkeit besitzen, nennt man '''Bewegungsenergie''' oder '''kinetische Energie E<sub>kin</sub>'''. |
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+ | Wieviel kinetische Energie hat ein Radfahrer (m=80kg), wenn er 10km/h schnell ist? | ||
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Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Verformung besitzen, nennt man '''Spannenergie'''. | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Verformung besitzen, nennt man '''Spannenergie'''. | ||
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<center>D=Federkonstante</center> | <center>D=Federkonstante</center> | ||
<center>s=Stauchung oder Dehnung der Feder</center> | <center>s=Stauchung oder Dehnung der Feder</center> | ||
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+ | Eine elastische Stahlfeder (D= 40 N/m) wird 20cm auseinander gezogen. Welche Spannenergie steckt nun in der Feder? | ||
+ | Geg.: D=40N/m; s=20cm | ||
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+ | Lsg.: E<sub>sp</sub>=1/2ּDּs² | ||
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''Formelzeichen für die mechanische Arbeit ist W'' | ''Formelzeichen für die mechanische Arbeit ist W'' | ||
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+ | die mechanische Arbeit W ist immer die Änderung einer Energie ΔE | ||
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+ | Man verrichtet Hubarbeit an einem Körper, indem man seine Höhenenergie vergrößert, sprich ihn anhebt. | ||
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+ | Die Formel hierzu ist : | ||
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+ | <center>m=Masse des Körpers</center> | ||
+ | <center>g=Fallbeschleunigung</center> | ||
+ | <center>h=Höhe über den Nullniveau</center> | ||
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+ | An einem Körper Beschleunigungsarbeit zu verrichten, bedeutet, seine kinetische Energie (Bewegungsenergie) zu vergrößern. | ||
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+ | Die Formel lautet: | ||
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+ | ==Spannarbeit== | ||
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+ | An einem Körper Spannarbeit zu verrichten, bedeutet, ihn zu dehnen oder zu stauchen.<br /> | ||
+ | Die Formel lautet: | ||
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+ | <center>'''W<sub>Sp</sub>=<math>\frac{1}{2}</math>ּDּs<sup>2</sup>'''</center> | ||
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− | '''Schweredruck: p = <math>\rho </math> | + | '''Schweredruck: p = <math>\rho </math>ּgּh''' |
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− | '''F<sub>A</sub> = F<sub>G</sub> bzw. F<sub>A</sub> = <math>\rho </math> | + | '''F<sub>A</sub> = F<sub>G</sub> bzw. F<sub>A</sub> = <math>\rho </math>ּVּg''' |
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Aktuelle Version vom 30. Juli 2008, 12:13 Uhr
Aufbau der Materie und Wärmelehre
Inhaltsverzeichnis |
Energie und Energieformen
Energie ist eine physikalische Größe. Mit Energie können Körper bewegt, verformt, erwärmt oder zur Aussendung von Licht gebracht werden.
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Energieformen in der Mechanik
a)HöhenenergieDie Energie, die Körper aufgrund ihrer Lage besitzen, nennt man Höhenenergie EH oder potentielle Energie EPot.
Beispiel: Ein Körper der Masse 250g befindet sich 1,0m über dem Boden. Welche Höhenenergie bezüglich des Bodens hat er? Geg.: m=250g ; h=1,0m ; g=9,81 m/s² Ges.: EH Lsg.: EH=mּgּh EH=250gּ1,0mּ9,81m/s² EH=2,4525kg/m/s²ּ1,0m EH=~2,5Nm EH=~2,5J
|
b)BewegungsenergieDie Energie, die Körper aufgrund ihrer Geschwindigkeit besitzen, nennt man Bewegungsenergie oder kinetische Energie Ekin.
Beispiel: Wieviel kinetische Energie hat ein Radfahrer (m=80kg), wenn er 10km/h schnell ist? Geg.: m=80kg ; v=10km/h Ges.: Ekin Lsg.: Ekin=1/2ּmּv² =1/2ּ80kgּ(10km/h)² =40kgּ(1000m/3600s)² =40kgּ(1/3,6)²ּm²/s² =40ּ1/3,6²ּkgּm²/s² =308J =0,31kJ
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c)SpannenergieDie Energie, die Körper aufgrund ihrer Verformung besitzen, nennt man Spannenergie.
Beispiel: Eine elastische Stahlfeder (D= 40 N/m) wird 20cm auseinander gezogen. Welche Spannenergie steckt nun in der Feder? Geg.: D=40N/m; s=20cm Ges.: Esp Lsg.: Esp=1/2ּDּs² =1/2ּ40N/mּ(20cm)² =1/2ּ40N/mּ(0,2m)² =0,8N
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Energie, mechanische Arbeit und Leistung
Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft bewegt oder verformt wird. Formelzeichen für die mechanische Arbeit ist W die mechanische Arbeit W ist immer die Änderung einer Energie ΔE In einem abgeschlossenem System gilt:
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HubarbeitMan verrichtet Hubarbeit an einem Körper, indem man seine Höhenenergie vergrößert, sprich ihn anhebt. Die Formel hierzu ist :
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BeschleunigungsarbeitAn einem Körper Beschleunigungsarbeit zu verrichten, bedeutet, seine kinetische Energie (Bewegungsenergie) zu vergrößern. Die Formel lautet:
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SpannarbeitAn einem Körper Spannarbeit zu verrichten, bedeutet, ihn zu dehnen oder zu stauchen.
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Druck
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