Energie als Erhaltungsgröße: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 28. Juli 2008, 13:42 Uhr
Aufbau der Materie und Wärmelehre
Inhaltsverzeichnis |
Energie und Energieformen
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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)Höhenenergie Die 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=m*g*h
EH=250g*1,0m*9,81m/s²
EH=2,5J
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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=1/2*m*v²
=1/2*80kg*(10km/h)²
=40kg*(1000m/3600s)²
=40kg*(1/3,6)²*m²/s²
=40*1/3,6²*kg*m²/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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ּDּs2Energie, mechanische Arbeit und Leistung
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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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BeschleunigungsarbeitDruck
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*g*h
