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Aufbau der Materie und Wärmelehre
Elektrische Energie
Energie und Energieformen
Energie ist eine physikalische Größe.
Mit Energie können Körper bewegt, verformt, erwärmt oder zur Aussendung von Licht gebracht werden.
Formelzeichen: E
Einheit: ein Joule (1J)
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Hubarbeit
Hubarbeit führt zu einer Vergrößerung der Höhenenergie.
Die Formel hierzu ist :
m=Masse des Körpers
g=Fallbeschleunigung
h=Höhe über den Nullniveau
FG=Gewichtskraft des Körpers
Energieformen in der Mechanik
a)Höhenenergie
Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Lage besitzen, nennt man Höhenenergie EH oder potentielle Energie EPot.
m = Masse des Körpers
g = Fallbeschleunigung
h = Höhe über dem Nullniveau
Beispiel:
Ein Körper der Masse 250g befindet sich 1,0m über dem Boden.
Welche Höhenenergie bezüglich des Bodens hat er?
Gegeben: m=250g ; h=1,0m ; g=9,81 m/s²
Gesucht: EH
Lösung: EH=m*g*h
EH=250g*1,0m*9,81m/s²
EH=2,5J
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b)Bewegungsenergie
Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Geschwindigkeit besitzen, nennt man Bewegungsenergie oder kinetische Energie Ekin.
m=Masse des Körpers
v=Geschwindigkeit des Körpers
Beispiel:
Wieviel kinetische Energie hat ein Radfahrer (m=80), 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
=4000kg*(1000m/3600s)²
=4000kg*(1/3,6)²*m²/s²
=4000*1/3,6²*kg*m²/s²
=308J
=0,31kJ
c)Spannenergie
Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Verformung besitzen, nennt man Spannenergie.
D=Federkonstante
s=Stauchung oder Dehnung der Feder
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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.:
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 gil:
W=ΔE
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Druck
- Der Druck gibt an, mit welcher Kraft F ein Körper senkrecht auf eine Fläche A wirkt.
- Wenn eine Kraft von 1N (Newton) auf 1m² wirkt, beträgt der Druck 1Pa (Pascal)
- Der Druck eingeschlossener Flüssigkeiten ist überall gleich groß. Er wirkt nach allen Seiten.
- In Flüssigkeiten wirkt infolge der Gewichtskraft der Flüssigkeit ein Druck, der Schweredruck genannt wird. Für ihn gilt:
Schweredruck: p = *g*h
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Befindet sich ein Körper in einer Flüssigkeit oder einem Gas, so wirkt auf ihn eine Auftriebskraft, die immer entgegengesetzt zur Gewichtskraft gerichtet ist.
- Die auf einen Körper wirkende Auftriebskraft ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssikeit bzw. des verdrängten Gases:
FA = FG bzw. FA = *V*g
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Die Einheit Pascal kommt von dem Wissenschaftler bzw. Physiker Blaise Pascal.
Hier siehst du noch einige Aufgaben und Versuche zum Thema Druck:
Leifi-Seite_Druck
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