Energie, Energieerhaltung und Berechnung von Energien

Ein Körper besitzt Energie, wenn er

  • über den tiefsten Punkt
    angehoben wurde (Lageenergie),
  • wenn er sich mit der Geschwindigkeit v bewegt (kinetische Energie),
  • bzw. wenn er elastisch verformt wird (Spannenergie).

Energieerhaltung

Energieerhaltungssatz

Ohne einen Eingriff von außen und ohne Reibung bleibt die Summe aller beteiligten Energieformen zu jedem Zeitpunkt konstant: Ekin + ELage + ESpann = konstant

E ist das Symbol für Energie, die in folgenden Formen vorliegen kann:

Kinetische Energie
wenn sich ein Körper bewegt
Spannenergie
wenn ein Körper elastisch verformt ist (Feder, Gummi)
Lageenergie (Potentielle Energie)
wenn ein Körper vom Nullpunkt aus angehoben wird

Vorsicht: Die Energieformen wandeln sich lediglich ineinander um.

Berechnung von Energien

  • Die Lageenergie (potentielle Energie), die ein Gegenstand in der Nähe der Erdoberfläche hat, wird festgelegt durch ELage = G × h = m × g × h
  • Die kinetische Energie, die ein Gegenstand in der Nähe der Erdoberfläche hat, wird festgelegt durch Ekin= 1⁄2 × m × v2
  • Die Spannenergie, die ein Gegenstand in der Nähe der Erdoberfläche hat, wird festgelegt durch ESpann = 1⁄2 × D × s2

Die Einheit [E] der Energie ist Newtonmeter bzw. Joule: [E] = 1Nm = 1J

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