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Potenzielle und kinetische Energie berechnen und umrechnen
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Energie der Lage oder
potenzielle Energie steckt zum
Beispiel in hochgehobenen Körpern:
In Dachziegeln, im hochgepumpten Wasser, in Satelliten,
....
Bewegungsenergie oder
kinetische Energie steckt in der Bewegung
von Körpern:
In Zügen, Autos, Flugzeugen, ....
Die kinetische Energie wird mit folgender Formel
berechnet:
W (kin) = ½mv²
Die Maßeinheiten für
die Energie sind dieselben wie die der
Arbeit.
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Ideen für mögliche, selbstorganisierte
Übungen
Beispielrechnung 1:
W(pot)
= 40kg · 9,81m/s²
· 5m
= 1962kg·m·m/s²
= 1962m²·kg/s²
= 1962 Nm = 1962 J
(Für m·kg gilt
das Vertauschungsgesetz)
Beispielrechnung 2:
W(pot)
= 1000kg · 9,81m/s² · 40m
= 9810 kgm/s² · 40m
= 392 400 Nm
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- Nehmen wir an, ihr wiegt 40 kg und ihr springt
von einem 5 Meter-Brett ins Wasser. Welche potenzielle
Energie steckt dann in eurem Körper?
(siehe Beispielrechnung 1 in der linken Spalte)
- Welche potenzielle Energie steckt in einem
Kubikmeter Wasser, das 40 m hochgepumpt worden
ist?
(siehe Beispielrechnung 2 in der linken Spalte)
- Welche potenzielle Energie steckt in einem
Dachziegel oder gar in dem gesamten Dach? Schätzt
und berechnet die Energie!
- Welche potenzielle Energie steckt in einem
Flugzeug, das in 10 000 Meter Höhe fliegt?
Schätzt die potenzielle Energie!
- Welche potenzielle Energie steckt in der Raumstation
oder in Satelliten, die die Erde umkreisen?
Schätzt die potenzielle Energie!
- Lebensmittel sind Brennstoff für den
menschlichen Körper. Stelle eine Tabelle
mit Nährwerten in Joule zusammen.
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Beispielrechnung 3:
Zunächst rechnen wir die Geschwindigkeit
in m/s um. 100km/h = 100 000m/h
= 27,77m/s.
Das Auto besitzt also eine kinetische Energie
von
W(kin)
= ½ · 1200kg · (27,77m/s)²
= 600 · 27,77² · m²
· kg/s²
= 462 703,74 Nm,
da 1 N = 1mkg/s²
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- Nehmen wir an, ein Auto mit einem Gewicht
von 1200kg fährt mit 100km/h. Welche
kinetische Energie steckt in diesem Auto?
(siehe Beispielrechnung 3 in der linken Spalte)
- Was geschieht mit der Bewegungsenergie eines
Fahrrades beim Bremsen?
- Welche kinetische Energie steckt in der
Raumstation oder in einem Satelliten, die
täglich einmal die Erde umkreisen? (Berechnet
zuerst die Geschwindigkeit, mit der die Satelliten
die Erde umkreisen.)
- Legt ggf. eine Excel-Tabelle an, in der
für unterschiedliche Geschwindigkeiten
die kinetischen Energien berechnet werden.
Zeichnet ein Liniendiagramm.
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© Pädagogisches
Institut für die deutsche Sprachgruppe Bozen 2000 -
. Letzte Änderung:
16.09.2013
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