Karteikarten - Energie - Schulen

L
Energie
Überlegen
E/1
Lösung: Mechanische Energieformen
E/1
Mechanische Energieformen
1. Lageenergie:
Eine Kiste wird angehoben (in Bezug auf den Erdboden hat sie Lageenergie);
einen Berg hochklettern
Was versteht man unter
1. Potenzielle Energie der Lage,
2. Potenzielle Energie der Form
3. Kinetischer Energie ?
2. Spannenergie:
Eine Feder oder ein Bogen wird gespannt.
Gib jeweils ein Beispiel an.
L
Energie
3. Bewegungsenergie:
Ist die Energie bewegter Körper
Berechnen
E/2
Das rasende Feuerwehrauto
Lösung: Das rasende Feuerwehrauto
Als erstes muss die Geschwindigkeit von km/h in m/s umgewandelt werden.
km 100 m
m
100

 27,8
h
3,6 s
s
m = 8 t = 8000 kg
Ein Feuerwehrauto (m = 8t) fährt mit der Geschwindigkeit 100 km/h.
Bestimmen seine kinetische Energie.
E/2
Nun kann man die kinetische Energie berechnen:
mv 2 8000.27,8 2
E kin 

 3086420 J
2
2
E kin ≈ 3086,4 kJ
L
Energie
Berechnen
E/3
E/3
Die Energie einer gespannten Feder berechnet sich nach:
1
E  .Fe .x
2
Dabei ist Fe die Endkraft, die notwendig ist, um die Feder den Weg x
zusammenzudrücken.
1
1
E  .Fe .x  .40 N.0,08 m  1,6 J
2
2
Energie einer Feder
Eine Kraft von 40 N dehnt eine Feder um 8 cm. Wie groß ist die in der
gespannten Feder gespeicherte Energie?
L
Lösung: Energie einer Feder
Energie
Berechnen
E/4
In der zusammengepressten Feder steckt eine Energie von 1,6 J.
Das ist nicht besonders viel.
Lösung:
E/4
a) A
Stein A: Epot = m.g.h ≈ 3.10.20= 600 J
Stein B: Epot = m.g.h ≈ 1.10.10 = 100 J
b) B
mv 2 3.1

 1,5 J
2
2
mv 2 1.10 2


 50 J
2
2
Stein A: E kin 
Stein B: E kin
c) Stein A
a).Welcher Stein hat beim Abwurf die größere potentielle Energie?
b) Welcher Stein hat beim Abwurf die größere kinetische Energie?
c) Wer hat die größere Gesamtenergie?
M
Energie
Überlegen
E/5
Lösung: Auf der Rutsche
E/5
Beide Aussagen sind richtig!
Auf der Rutsche
Zwei Klötze der Massen m und 2m
gleiten die schiefen Ebenen X bzw. Y
hinab. Sie starten aus dem
Ruhezustand in der selben Höhe. Die
beiden Ebenen sind unterschiedlich
stark geneigt
(Reibung vernachlässigbar).
© Leifiphysik
Sind folgende Aussagen richtig?
1) Am oberen Ende der Ebenen hat einer der Klötze halb so große potenzielle
Energie wie der andere.
2) Die Klötze haben um unteren Ende die selben Geschwindigkeiten.
S
Energie
Pucks auf reibungsfreiem Tisch
E/6
Überlegen
Das Bild zeigt zwei Pucks auf
einem reibungsfreien Tisch. Puck
B ist viermal so schwer wie Puck
A. Die beiden Pucks werden aus
der Ruhe heraus mit zwei gleich
großen Kräften über den Tisch
geschoben.
Was kann man über die kinetische Energie der Pucks beim Erreichen der
Ziellinie sagen?
1.Puck A hat die größere kinetische Energie.
2.Puck B hat die größere kinetische Energie.
3.Die Information reicht nicht aus, um die Frage zu beantworten.
4.Die kinetische Energie ist null.
5.Beide haben die gleiche kinetische Energie.
Welcher Puck erreicht die Ziellinie zuerst? © Leifiphysik
1) Die potentielle Energie E = m·g·h ist beim Körper auf der Ebene Y wegen
der doppelten Masse und den sonst gleichen Größen doppelt so groß.
2) Die Geschwindigkeit am unteren Ende berechnet sich aus der Umwandlung
der potentiellen Energie in kinetische Energie (Reibung vernachlässigt)
mv 2
m.g.h 
/:m
2
v2
g.h 
 v 2  2.g.h
2
Die Geschwindigkeit ist für beide Körpern gleich, da sich die Masse
herauskürzt.
Lösung: Pucks auf reibungsfreiem Tisch
E/6
Antwort 5 ist richtig.
Wenn die Kraft bei beiden Körpern gleich ist und die gleiche Strecke
zurückgelegt wird, so ist die an jedem Körper verrichtete Arbeit gleich groß
und somit auch die kinetische Energie am Ziel.
mv 2
besitzen,
2
muss der leichtere die höhere Geschwindigkeit besitzen. Somit kommt A
zuerst an.
Wenn beide Körper die gleiche kinetische Energie E kin 