70 4Mechanische Energieformen Welche mechanischen Energieformen unterscheiden wir? „Pass auf, Dyen!“, warnt ihr Bruder. „Wenn du höher kletterst, tust du dir ziemlich weh, wenn du runterfällst!“ (Abb. 70.1). „Hab keine Angst, Tuan! Unter mir ist eine dicke Matte. Die federt mich ab, wenn ich falle.“ Im Versuch V1 auf Seite 68 hast du gesehen, dass ein Gegenstand mehr Energie hat, wenn er höher gehoben wird. Diese Form der Energie nennen wir Lageenergie. Sie entsteht dadurch, dass sich der Gegenstand im Kraftfeld der Erde befindet und dadurch Gewicht hat. Fällt der Gegenstand zu Boden, verliert er an Höhe. Seine Lageenergie wird kleiner. Dafür bewegt sich der Gegenstand immer schneller, seine Bewegungsenergie nimmt zu. Die Lageenergie des Gegenstands wird in Bewegungsenergie („kinetische Energie“) umgewandelt. Erreicht der Gegenstand den Boden, so werden der Gegenstand und der Boden verformt. Dabei gehen manche Gegenstände kaputt, zB Keramikschüsseln oder Gläser. Lassen sich die Gegenstände oder der Boden elastisch verformen, so können sie die Bewegungsenergie in Spannenergie umwandeln. Das geschieht zB bei Bällen und Trampolinen (Abb. 70.2). Lage- und Spannenergie von Gegenständen werden mit dem Begriff „potentielle Energie“ zusammengefasst. Der springende Ball (Abb. 70.3) Untersuche den Zusammenhang von Lage-, Bewegungs- und Spannenergie an einem Gummiball. Fragestellung: „Wie hoch hüpft der Ball, wenn …?“. Ändere bei deiner Untersuchung immer nur eine Versuchsbedingung. Nur so kannst du erkennen, wie die Änderung das Versuchsergebnis beeinflusst. Fertige ein Versuchsprotokoll an. Hier sind Vorschläge, welche Versuchsbedingungen du ändern kannst: • Teste unterschiedliche Fallhöhen. • Teste verschiedene Bälle und Kugeln. • Lass die Bälle auf unterschiedliche Unterlagen fallen. Die Abb. 70.4 bis Abb. 70.6 zeigen dir Beispiele, bei denen mechanische Energieformen ineinander umgewandelt werden. Beschreibe die Energieumwandlungen. 70.1 Je höher Dyen klettert, desto größer ist ihre Lageenergie. 70.2 Die Stahlfedern am Trampolintuch wandeln Bewegungsenergie in Spannenergie um. Stahlfedern V1 Lageenergie Spannenergie Bewegungsenergie 70.3 Der springende Ball – Hier werden Lageenergie, Bewegungsenergie und Spannenergie ineinander umgewandelt. A1 A2 Mechanische Energieformen: Körper haben potentielle Energie, wenn sie hochgehoben (Lageenergie) oder elastisch verformt wurden (Spannenergie). Bewegte Körper haben kinetische Energie (Bewegungsenergie). M Infobox: Das Wort Energie kommt vom griechischen energeia. Es bedeutet „Wirksamkeit“. 70.4 Energieumwandlung bei einem alten Mühlrad zum Mahlen von Mehl 70.5 Energieumwandlung beim Skifahren 70.6 Energieumwandlung beim Bogenschießen Arbeitsheftseite 39 Zusatzmaterial a6ik6x Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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