Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

72.1 Woher beziehen Lebewesen ihre Energie? 72.3 In einer Zeitschrift wurden Kraftwerke als „Energie-Erzeugungsanlagen“ bezeichnet. Was meinst du? Teste dein Wissen W 1 1 Energie 72.1 Was versteht man in der Physik unter Arbeit? a) Kraft mal zurückgelegter Weg b) Kraft mal zurückgelegter Weg in Richtung der Kraft c) Kraft normal zur Richtung des Weges mal zurückgelegter Weg 72.2 Ist das ruhige Halten einer Last oder das Tragen einer Last auf ebener Straße Arbeit? 72.3 Du dehnst einen Expander 20mal hintereinander um 1m. Dabei benötigst du jeweils eine mittlere Kraft von 200N. Wie groß ist die verrichtete Arbeit? a) 8 000 J b) keine Arbeit c) 4 000 J 72.4 Ein Ball wird hoch gehoben und auf den Boden fallen gelassen. Danach wird der gleiche Ball doppelt so hoch gehoben und wieder fallen gelassen. Wie groß ist die kinetische Energie im 2. Fall, wenn der Ball auf dem Boden ankommt? a) Halb so groß wie beim 1. Fall c) Doppelt so groß b) Gleich groß d) 4-mal so groß 72.5 Chemische Energie des Treibstoffs wird in einem Auto, das von 0 auf 60 km/h beschleunigt, in kinetische Energie umgewandelt. Anschließend wird das Auto von 60 auf 120 km/h beschleunigt. Wie groß ist die Energie E 1 , die man für die Beschleunigung von 0 auf 60 km/h benötigt im Vergleich zur Energie E 2 , die zur Beschleunigung von 60 auf 120 km/h aufgewendet wird? a) E 1 : E 2 = 1 : 1 c) E 1 : E 2 = 1 : 3 b) E 1 : E 2 = 1 : 2 d) E 1 : E 2 = 1 : 4 72.6 Energie wird niemals „erzeugt“, sie wird nur umgewandelt. Woher kommt dann die ursprüngliche Energie? a) Vom Urknall, bei dem das Universum entstanden ist. b) Das hängt vom betrachteten System ab. c) Das lässt sich nicht beantworten. Die Erhaltung der Energie Energie ist die in einem Körper gespeicherte Arbeitsfähig- keit. Ihre Einheit ist das Joule ( J ). Arbeit = Kraftkomponente in Richtung des zurückgelegten Weges mal Weg. W = æ F · æ s = F || · s = F · s · cos φ φ … Winkel zwischen æ F und æ s Die Arbeit ist eine skalare Größe. In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtenergie erhalten. Energieformen können ineinander umgewandelt werden: Die kinetische Energie eines Massenpunktes E k = ½ m · v 2 Die potenzielle Energie eines Massenpunktes relativ zur Erdoberfläche E p = m · g · h Die innere Energie eines beliebigen Körpers U In einem nicht abgeschlossenen System entspricht die Ener- gieänderung der Arbeit der von außen angreifenden Kräfte: Δ E = W Vor allem in Technik und Sport ist man an der abgegebenen Arbeit pro Zeiteinheit interessiert. Man nennt sie Leistung : P = W __ t … Einheit: Watt ( W ). Körper, die nur miteinander wechselwirken und nicht von außen beeinflusst werden, bilden ein abgeschlossenes System. 72 ENERGIE/THERMODYNAMIK Zusammenfassende Übersicht Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv