9 Im Umkehrpunkt hat der Pendelkörper seine größte Höhe erreicht. Seine Geschwindigkeit ist gleich Null. Er besitzt nur potentielle Energie. Auf dem Weg zur Ruhelage nimmt diese ständig ab. Dafür steigen seine Geschwindigkeit und damit seine kinetische Energie, die beim Durchgang durch die Ruhelage am größten sind. Von da an wird seine Geschwindigkeit wieder kleiner, der Pendelkörper jedoch gehoben. Seine kinetische Energie wandelt sich nun wieder in potentielle Energie um. Andere Beispiele für die Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie und umgekehrt finden wir beim Fallenlassen und Zurückspringen eines Balles oder beim Jo-Jo-Spiel. Dabei wird zuerst potentielle in kinetische Energie und diese wieder in potentielle Energie umgewandelt usw. Gib an, welche Energieumwandlungen beim Schießen mit Pfeil und Bogen in Abb. 2.4 auftreten. Welche Energieumwandlungen haben bei dem in Abb. 2.5 gezeigten Crashtest stattgefunden? Die Möglichkeit, verschiedene Energieformen ineinander umzuwandeln, nützt man vielfach aus. Aus elektrischer Energie können Wärmeenergie und kinetische Energie entstehen. In Verbrennungsmotoren wird die chemische Energie des Treibstoffs in Wärmeenergie und diese zum Teil in kinetische Energie umgewandelt. Beispiele dafür sind der Benzin- und der Dieselmotor. Auch in einer Dampfmaschine erfolgt eine Umwandlung der chemischen Energie des Brennstoffs in Wärmeenergie und letztlich in kinetische Energie. Bevor man die Energie des elektrischen Stroms nützen kann, bedarf es mehrerer Energieumwandlungen: In einem Staubecken wird zunächst Wasser gespeichert (potentielle Energie). Es wird durch Rohrleitungen auf eine Turbine geleitet, die in Rotation versetzt wird (kinetische Energie). Die Turbine treibt einen Generator an, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Der Generator in einem kalorischen Kraftwerk (Abb. 2.6) wird von einer Wärmekraftmaschine angetrieben. Es wird also die chemische Energie des Brennstoffs (Kohle, Erdgas usw.) zunächst in Wärmeenergie, danach in kinetische und schließlich in elektrische Energie übergeführt. Ein Teil der Wärmeenergie kann auch direkt für Heizzwecke verwendet werden (KraftWärme-Kopplung). In einem Kernkraftwerk wird die bei der Spaltung von Atomkernen freigesetzte Energie zunächst in Wärmeenergie von heißem Wasserdampf umgewandelt. Dieser bewegt eine Turbine; es entsteht kinetische Energie. Ein angeschlossener Generator wandelt sie schließlich in elektrische Energie um, die sehr bequem transportiert und in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Auf der Erde gibt es keine Bewegung, die nicht früher oder später einmal von selbst zum Stillstand kommt. Der Grund dafür ist die Reibung. Dabei wird mechanische Energie direkt in Wärmeenergie übergeführt. 2.4 Energieumwandlung beim Bogenschießen 2.5 Crashtests dienen dazu, die Sicherheit des Autos zu überprüfen und zu verbessern. 2.6 Maschinenhalle eines kalorischen Kraftwerks; Dampfturbine (rechts) und Generator (links). 2.1 Welche Energieform findet man (meistens unerwünscht) bei allen Energieumwandlungen? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Verschiedene Energieformen lassen sich ineinander umwandeln. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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