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mechanik:energie [24.10.2024 20:19] – angelegt adminmechanik:energie [25.10.2024 10:31] (aktuell) – [Energieformen] admin
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 ===== Einergieeinheit ===== ===== Einergieeinheit =====
 +<WRAP>
 {{ ::maus.jpg?150|}} {{ ::maus.jpg?150|}}
 Wie der herzige Hamster nebenan, lagern wir viele Lebensmittel. Seit dem Lockdown ist uns bewusst geworden, wie rasch sich eine Situation ändern kann. Und wir brauchen Nahrung, um überleben zu können. Wie der herzige Hamster nebenan, lagern wir viele Lebensmittel. Seit dem Lockdown ist uns bewusst geworden, wie rasch sich eine Situation ändern kann. Und wir brauchen Nahrung, um überleben zu können.
  
 Gehen Sie doch jetzt zu Ihrem Vorrat und nehmen Sie eine Packung hervor. Auf den meisten Packungen finden Sie eine Nährwerttabelle. Häufig ist zuoberst die Energie aufgeführt, die beim Verzehr des Lebensmittel aufgenommen wird. Gehen Sie doch jetzt zu Ihrem Vorrat und nehmen Sie eine Packung hervor. Auf den meisten Packungen finden Sie eine Nährwerttabelle. Häufig ist zuoberst die Energie aufgeführt, die beim Verzehr des Lebensmittel aufgenommen wird.
 +</WRAP>
 +<WRAP clear></WRAP>
  
 <WRAP round help> <WRAP round help>
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 Energie trifft man überall an. In Nahrungsmitteln als chemisch gespeicherte Energie, in einem fliegenden Ball als Bewegungsenergie, in der Sonne als innere Energie, in einem Stromkreis als elektrische Energie und an vielen Orten mehr unter verschiedensten Formen. Energie trifft man überall an. In Nahrungsmitteln als chemisch gespeicherte Energie, in einem fliegenden Ball als Bewegungsenergie, in der Sonne als innere Energie, in einem Stromkreis als elektrische Energie und an vielen Orten mehr unter verschiedensten Formen.
 Im Rahmen der Mechanik wollen wir folgende mechanische Energieformen genauer betrachten: Im Rahmen der Mechanik wollen wir folgende mechanische Energieformen genauer betrachten:
-  * die Lageenergie $\color{green}{E_{\mathrm{pot}}}$, auch potentielle Energie genannt +  * die [[mechanik:energie:lageenergie|Lageenergie]] $\color{green}{E_{\mathrm{pot}}}$, auch potentielle Energie genannt 
-  * die Bewegungsenergie $\color{blue}{E_{\mathrm{kin}}}$, auch kinetische Energie genannt +  * die [[mechanik:energie:bewegungsenergie|Bewegungsenergie]] $\color{blue}{E_{\mathrm{kin}}}$, auch kinetische Energie genannt 
-  * und die Spannenergie $\color{red}{E_{\mathrm{spann}}}$+  * und die [[mechanik:energie:spannenergie|Spannenergie]] $\color{red}{E_{\mathrm{spann}}}$
 Die leider unumgängliche Reibung wird immer einen Teil der mechanischen Energie in innere Energie $E_i$ umwandeln. Die leider unumgängliche Reibung wird immer einen Teil der mechanischen Energie in innere Energie $E_i$ umwandeln.
  
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 ===== Bilanzieren ===== ===== Bilanzieren =====
- +<WRAP 100%> 
-[{{ ::pendel.gif|Ein schwingendes Fadenpendel +{{ :mechanik:pendel-r.png|Ein schwingendes Fadenpendel}}
-}}]+
 Weil die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt, können wir darüber Buch führen, wo sie in bestimmten Situationen steckt, und so Aufgaben zur Energie lösen. Weil die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt, können wir darüber Buch führen, wo sie in bestimmten Situationen steckt, und so Aufgaben zur Energie lösen.
  
 Betrachten wir als einführendes Beispiel das schwingende Fadenpendel nebenan. Reibung und Luftwiderstand sollen vorerst keine Rolle spielen. Betrachten wir als einführendes Beispiel das schwingende Fadenpendel nebenan. Reibung und Luftwiderstand sollen vorerst keine Rolle spielen.
 In den Umkehrpunkten links und rechts bewegt sich das Pendel für einen kurzen Augenblick nicht. Das Pendel hat in diesen Punkten keine Bewegungsenergie. Da die Gesamtenergie des Pendels zu jedem Zeitpunkt gleich gross sein muss (EE!), muss die Energie des Pendels in den Umkehrpunkten irgendwo stecken. In den Umkehrpunkten links und rechts bewegt sich das Pendel für einen kurzen Augenblick nicht. Das Pendel hat in diesen Punkten keine Bewegungsenergie. Da die Gesamtenergie des Pendels zu jedem Zeitpunkt gleich gross sein muss (EE!), muss die Energie des Pendels in den Umkehrpunkten irgendwo stecken.
 +</WRAP>
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 +=== Frage ===
 +Wo steckt die Energie in den Umkehrpunkten?
 +++++ Antwort |
 +Da das Pendel in den Umkehrpunkten höher liegt, als in der Ruheposition, steckt die Energie des Pendels in Lageenergie. Beim Fadenpendel findet also folgende Energieumwandlung statt: Lageenergie zu Bewegungsenergie zurück zu Lageenergie.
 +++++
 +</WRAP>
 +
 +===== Konkretes Beispiel zum Bilanzieren =====
 +
 +Im folgenden Lernvideo zeige ich Ihnen, wie Sie am Beispiel des Fadenpendels bilanzieren können.
 +
 +{{youtube>oUdkG3eCHj4?full}}
 +
 +===== Ein weiteres Beispiel zur Energiebilanz =====
 +<WRAP>
 +{{ :mechanik:federpendel-bg.png|}}
 +Nebenan ist ein Federpendel dargestellt. Auch bei diesem Pendel gibt es verschiedene Energieumwandlungen. Ergänzend zum Fadenpendel kommt hier die Spannenergie dazu. Wie im Lernvideo bereits erwähnt, muss auch bei der Spannenergie ein Nullniveau festgelegt werden. Wir legen das Nullniveau der Spannenergie (in rot zeichnen!) in die Situation, wo die Feder am enspanntesten ist. Von diesem Nullniveau ausgehend können Sie mit y die Dehnung der Feder einzeichnen.
 +
 +Die folgenden 3 Situationen sollen untersucht werden:
 +  - Das Pendel befindet sich zuunterst
 +  - Das Pendel ist in der Mitte (dort ist die Geschwindigkeit maximal)
 +  - Das Pendel ist im oberen Umkehrpunkt (dort ist die Feder am enspanntesten)
 +</WRAP>
 +<WRAP clear></WRAP>
 <WRAP box> <WRAP box>
 === Aufgaben === === Aufgaben ===
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