Energie

Energie ist neben dem Begriff der Masse eine der zentralen Größen der Physik. Energie wird immer dann benötigt, wenn eine Arbeit verrichtet werden muß.

Definition Energie E ist die Arbeitsfähigkeit eines Systems.
Einheit: [E] = J (Joule)

Energie kann von einem Körper aufgenommen, gespeichtert und wieder abgegeben werden. Energieaufnahme durch einen Körper geschieht meist, indem an dem Körper eine (äußere) Arbeit verrichtet wird. Der Körper gibt Energie ab, wenn er selbst Arbeit an einem anderen Körper verrichtet.
Energie und Arbeit sind also einander äquivalent und lassen sich ineinander transferieren. Die Energieänderung ist gleich die Arbeit.

Beispiel: Maschine verrichtet Arbeit, solange man ihr Energie in Form von Treibstoff zuführt. Eine Lampe kann einen Raum erhellen, solange man sie mit Energie in Form von elektrischer Spannung versorgt. Energie ist also nichts anderes als die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten. In der Mechanik wird zwischen potentieller Energie (Energie der Lage oder Energie der Form) und kinetischer Energie (Bewegungsenergie) unterschieden.

Potentielle Energie

Unter potentieller Energie versteht man häufig die Energie von gehobenen und gespannten Körpern. Potentielle Energie kann durch Änderung wieder in andere Energieformen umgewandelt werden.

Energie der Lage

Formel: E = m.g.h
Energie der Lage ist Masse des gehobenen Körpers mal Erdbeschleunigung mal Höhe, in der sich der Körper befindet.

Energie der Form

Formel: E = k.x2/2
Energie der Form ist Federkonstante mal Längenänderung zum Quadrat durch zwei.

Kinetische Energie

Die kinetische Energie eines Körpers ist so groß wie die an ihm verrichtete Beschleunigungsarbeit.
Formel: E = m.v2/2
Kinetische Energie ist gleich die Masse von bewegten Körpern mal die Geschwindigkeit von bewegten Körpern zum Quadrat durch zwei.

Kinetische Energie, potentielle Energie der Lage und potentielle Energie der Form sind mechanische Energieformen.

Energiesatz

Ein System ohne Eingriff von außen nennt man ein abgeschlossenes System. Ein System heißt abgeschlossen, wenn auf dieses System von außen her keine Kräfte einwirken. (In der Praxis: Von außen einwirkende Kräfte sind gering.) In einem abgeschlossenen System bleibt die gesamte Energie konstant.
Formel: E = m.v2/2 + m.g.h
In einem nicht abgeschlossenen System ändert sich der Energieinhalt durch die verrichtet Arbeit.

Perpetuum mobile

Das Perpetuum mobile Maschine, die ständig Arbeit verrichtet, ohne dass sie dafür Energie verbraucht. Ein Perpetuum mobile ist wegen des Energiesatzes unmöglich.

Grafik (IPIX) Text
Stefan Schedl Richard Baumgartner und Karin Rockenbauer (6A Klasse)
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Letzte Änderung / Last update: 23. 4. 1999