Big Bang 2, Schulbuch

48 6 Energie und Leistung Die verschiedenen Energieformen können sich auf vielfältige Weise ineinander umwandeln. Salopp gesagt wechseln die Joule dabei ihre Verpackung . Was passiert zum Beispiel, wenn du mit deinem Skate­ board durch eine Halfpipe fährst ( B 6.14 )? Vereinfacht treten dann nur Hebe- und Bewegungsenergie auf. Bei deiner Fahrt durch die Halfpipe wandeln sich Bewegungs- und Hebeenergie ineinander um, sind aber in Summe immer gleich groß. B 6.14 Zu Beginn ( a ) besitzt du keine Bewegungsenergie , aber auf Grund deiner Höhe über dem Boden Hebe­ energie . Nun stürzt du dich wagemutig hinunter. Dei- ne Bewegungsenergie steigt, während deine Hebe­ energie um denselben Betrag absinkt ( b ). Am tiefsten Punkt ( c ) hat sich deine gesamte Hebeenergie in Be­ wegungsenergie umgewandelt und du bekommst ein ordentliches Tempo. Im rechten Teil läuft alles spiegel- verkehrt ab. Bei e ist die Situation wieder so wie zu Beginn bei a . Die besprochenen Punkte a bis e gelten auch für ein Pendel ( A9 ). Der springende Punkt: Zu jeder Zeit ist die Energiesumme gleich groß ! B 6.15 Der berühmte Wasserfall des niederländischen Künstlers M. C. Escher . Faszinierend! Leider gibt es ein solches Perpetuum mobile nicht in der Wirklichkeit! Dass Energie erhalten bleibt , ist nicht nur bei Halfpipe und Pendel der Fall, es ist ein allgemeines Gesetz. Die Menge der Joule im Universum ist immer gleich groß. Energie kann daher nicht erzeugt oder vernichtet, sondern nur von einer Form in eine andere umgewan- delt werden. Dieser Energieerhaltungssatz, den der Arzt Robert Mayer bereits um 1850 entdeckte, schließt Energieform kann in der Einheit Joule (J) gemessen werden ( B 6.11 ; A3 ). Das ist bedeutsam, weil auch im Alltag oft von „Energien“ die Rede ist. Aber die „guten Energien“ auf einem Konzert oder einer Party sind kei­ ne Energien im physikalischen Sinn. Du kannst sie nicht in Joule messen und dir damit daher auch kein Süppchen wärmen! Energie hat viele Gesichter und trotzdem Gemein­ samkeiten . Sie ist nötig, damit alle möglichen Arten von Vorgängen ablaufen können, und sie wird in der Physik in der Einheit Joule gemessen. 6.2 Skateboard in der Halfpipe Der Energieerhaltungssatz Spannend wird es, wenn sich Energieformen ineinander umwandeln . Dabei spielt einer der wichtigsten Grundsätze der Physik die Hauptrolle! A7 Lies dir in Kap. 1.2 durch, was man über die Energieerhaltung herausgefunden hat. Überlege dann, ob es ein Perpetuum mobile geben könnte, also eine Maschine, die Energie erzeugt . A8 Ein spektakulärer Versuch ist das Todespendel ( B 6.12 ). Eine große Masse an einer Kette wird knapp vor das Gesicht eines mutigen Freiwilligen gehalten und ausgelas- sen. Das Ding schwingt weg und wieder bedrohlich zurück! Und dann? Trägt das Todespendel seinen Namen zurecht? A9 Ohne Reibung schwingt ein Pendel immer auf dieselbe Höhe ( B 6.13 a bis e ). Warum? Was würde passieren, wenn man die Schnur durch einen Nagel blockiert (schwarzer Punkt)? Wie hoch schwingt das Pendel dann rechts hinauf? B 6.13 B 6.12 L Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv