Mechanische Energie
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Überblick über die Formen mechanischer Energie und die zugehörigen Formeln.
German
2018-08-07
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Unter mechanischer Energie fasst man all jene Energieformen zusammen, die ein Körper durch Lage- bzw. Bewegungsänderung in einem Kraftfeld erhält. Man klassifiziert die mechanischen Energieformen nach potenzieller und kinetischer Energie:
Die potenzielle Energie entspricht der Arbeit, die nötig ist, einen Körper ohne Beschleunigung in einem Kraftfeld von einem Anfangs- zu einem Zielpunkt zu bringen. Beispiele sind die Lageenergie im Gravitationsfeld, die Verformungsenergie einer elastischen Feder oder die Volumenarbeit eines Gases.
Als kinetische Energie bezeichnet man die Energie der Bewegung eines Teilchens. Dabei kann es sich um eine lineare Bewegung (Translation) oder Drehbewegung (Rotation) handeln. Relativistische Effekte sind zu berücksichtigen.
In einem abgeschlossenen mechanischen System gilt der Energieerhaltungssatz.
Hinweise und Ideen:
Die Schülerinnen und Schüler suchen nach weiteren Anwendungsbeispielen der verschiedenen mechanischen Energieformen und nach Fällen, bei denen Umwandlungen zwischen den einzelnen mechanischen Energieformen stattfinden (z. B. beim Pendel einer Uhr: Potenzielle wird in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt).
Die potenzielle Energie entspricht der Arbeit, die nötig ist, einen Körper ohne Beschleunigung in einem Kraftfeld von einem Anfangs- zu einem Zielpunkt zu bringen. Beispiele sind die Lageenergie im Gravitationsfeld, die Verformungsenergie einer elastischen Feder oder die Volumenarbeit eines Gases.
Als kinetische Energie bezeichnet man die Energie der Bewegung eines Teilchens. Dabei kann es sich um eine lineare Bewegung (Translation) oder Drehbewegung (Rotation) handeln. Relativistische Effekte sind zu berücksichtigen.
In einem abgeschlossenen mechanischen System gilt der Energieerhaltungssatz.
Hinweise und Ideen:
Die Schülerinnen und Schüler suchen nach weiteren Anwendungsbeispielen der verschiedenen mechanischen Energieformen und nach Fällen, bei denen Umwandlungen zwischen den einzelnen mechanischen Energieformen stattfinden (z. B. beim Pendel einer Uhr: Potenzielle wird in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt).
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Veranschaulichung
Physik; Technik
Klasse 5 bis 6; Klasse 7 bis 9; Klasse 10 bis 13
Weiterführende Schulen
Energie; Mechanik
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