Energie 9 87 In welchen Formen tritt mechanische Energie auf? Zur mechanischen Energie zählen unter anderem die Lageenergie (Lage des Körpers), die Spannenergie (Verformung des Körpers) und die Bewegungsenergie. Die Metallkugel hinterlässt beim Auftreffen auf den Sand eine Mulde. Umso höher du die Kugel hältst, desto tiefer wird die Mulde. Beim Fallen und Aufprall der Kugel wird die Lageenergie umgewandelt. Die Lageenergie ist im System „Kugel-Boden“ gespeichert. Sie hängt nur von der Masse der Kugel und vom Höhenunterschied zwischen Kugel und Boden ab. Den Höhenunterschied nutzen Speicherkraftwerke (siehe Seite 90). Wasser wird dabei in einem höher gelegenen Stausee gespeichert. Wenn das Wasser in eine tiefere Lage fällt und auf eine Turbine trifft, wird die Lageenergie in Bewegungsenergie umgewandelt. Ein Generator wandelt die Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Ein Bogen ist ein Beispiel für einen elastischen Gegenstand. Wenn du an der Sehne ziehst, verformt diese den Bogen. So wird Spannenenergie im Bogen gespeichert. Beim Loslassen wird die Spannenenergie in Bewegungsenergie des Pfeils umgewandelt. Danach nimmt die Sehne wieder ihre ursprüngliche Form an (B2). Zähle drei weitere elastische Körper auf. Auch bei Bällen treten Verformungen auf. Da Bälle elastisch sind, sind diese Verformungen meist umkehrbar. Zum Beispiel wird ein Tennisball beim Aufprall auf den Schläger zusammengedrückt. Ein Teil der Bewegungsenergie wird dabei in Spannenenergie umgewandelt, die dann beim Rückschlag wieder umgewandelt wird. Anders verhält es sich bei nicht elastischen Körpern, wie beim Sand im Versuch V1. Nach dem Aufprall kann die Verformungsenergie nicht wieder in Bewegungsenergie umgewandelt werden (B3). Das hat schwere Auswirkungen bei Autounfällen. Es kommt zu einer dauerhaften Verformung, Schäden und Verletzungen der Insassen. Die Erscheinungsformen der Energie können ineinander umgewandelt werden. Die Gesamtmenge der Energie bleibt dabei erhalten. Energie geht niemals verloren und kann auch niemals erzeugt werden. ï Erneuerbare und nicht erneuerbare Energie In den Medien liest oder hörst du oft von „erneuerbarer“ Energie. Damit ist gemeint, dass die Energie, die du für den Betrieb eines Elektrogeräts benötigst, aus Quellen stammt, die nicht verbraucht werden. Solche Quellen sind zB Sonne, Wind und Wasser. „Quelle“ bedeutet nicht, dass die Energie aus dem Nichts erzeugt wird – sie wird nur von einem System in ein anderes transportiert. Auch aus Holz gewonnene Energie ist erneuerbar, da es wieder nachwächst. Quellen für nicht erneuerbare Energie sind zB fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Es dauerte viele Millionen Jahre, bis sie entstanden sind, daher können sie nicht erneuert werden. Lasse eine Metallkugel aus 20 cm Höhe in ein mit Sand gefülltes Gefäß fallen. Wiederhole anschließend den Versuch mehrmals, ändere dabei nur die Höhe. Achtung: Achte darauf, dass dir die Metallkugel nicht auf die Zehen fallen kann. Betrachte den Sand genau. Welchen Einfluss hat die Höhe auf das Ergebnis deiner Versuche? V1 Welchen Einfluss hat die Höhe? Materialien Gefäß mit Sand Maßband Metallkugel B2 Beim Bogenschießen wird Spannenenergie in Bewegungsenergie umgewandelt. B3 Autos werden bei einem Aufprall beschädigt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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