Energie wird in Joule (J) gemessen. Ein bewegtes Objekt hat Bewegungsenergie (kinetische Energie): Eₖ = ½ m v², mit der Masse in kg und der Geschwindigkeit in m/s. Ein angehobenes Objekt gewinnt Lageenergie (potenzielle Energie): Eₚ = m g h, wobei g auf der Erde etwa 9.8 N/kg beträgt und h die gewonnene Höhe in Metern ist. Eine gedehnte Feder speichert Spannenergie: Eₑ = ½ k e², wobei k die Federkonstante und e die Dehnung ist.
In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtenergie gleich: Energie wird zwischen Speichern übertragen, aber nie erzeugt oder vernichtet. Fällt eine Kugel ohne Luftwiderstand, entspricht die verlorene Eₚ der gewonnenen Eₖ. Die Arbeit ist die durch eine Kraft übertragene Energie: W = F × s, wobei s die in Kraftrichtung zurückgelegte Strecke ist.
Beispiel mit Lösung
Berechne die Bewegungsenergie einer 2 kg schweren Kugel, die sich mit 3 m/s bewegt.
- Eₖ = ½ m v².
- ½ × 2 × 3² = 1 × 9.
Antwort:Eₖ = 9 J.
Schlüsselwörter
- kinetische Energie
- Eₖ = ½ m v²
- Lageenergie
- Eₚ = m g h
- Arbeit
- durch eine Kraft übertragene Energie: W = F s
- abgeschlossenes System
- es tritt keine Energie ein oder aus
Jedes Mal neue Fragen.
Mit Bezug auf NGSS: HS-PS3-1