Jedes Objekt besitzt einen Energie-Zustand. Dies wird im Physikunterricht meist anhand von bewegten und unbewegten Objekten erklärt. Dabei spielt auch das Gesetz von der Energieerhaltung eine Rolle, nach der keine Energie verloren gehen kann, sondern lediglich umgewandelt wird.
Eigenschaften potentieller Energie
- Von potentieller Energie spricht man z. B. bei Objekten, die sich auf verschiedenen Höhenlagen befinden. Daher ist auch oft von Lageenergie die Rede. Diese Körper befinden sich in dem Gravitationsfeld der Erde und durch ihre unterschiedliche Lage, ist ihnen eine unterschiedliche potentielle Energie zuzuordnen.
- Der Wert potentieller Energie lässt sich dann nach der Formel E = m * g * h berechnen. Dabei ist "m" die Masse des Körpers, "g" die Erdbeschleunigung von 9,81 m/s² und "h" die Höhe in Metern.
- Auch z. B. eine Feder kann, wenn sie gespannt ist, eine potentielle Energie haben.
- Grundsätzlich kann man sagen, dass potentielle Energie diejenige Energie ist, die ein Körper potentiell durch eine Anspannung, Position etc. hat, aber derzeit noch nicht freigesetzt wird.
Eigenschaften kinetischer Energie
- Die deutsche Entsprechung kinetischer Energie wäre der Begriff Bewegungsenergie. Dies ist die Energie, die einem Körper durch dessen Geschwindigkeit innewohnt.
- Die kinetische Energie wird mit der Formel E = 1/2 * m * v² berechnet. "m" ist wieder die Masse, "v" die Geschwindigkeit des Objektes.
- Die Maßeinheit kinetischer Energie ist Joule.
Der Unterschied der Energie-Formen erklärt
- Zunächst einmal scheinen beide Energie-Formen unterschiedlich zu sein, da bei der kinetischen Energie das Objekt in Bewegung ist, bei potentieller in einem Ruhezustand.
- Beide Energie-Formen hängen jedoch eng miteinander zusammen. Fällt oder rollt z.B. ein Objekt von einem höheren Punkt auf einen niedrigeren, wird die potentielle Energie aus der höheren Lage in kinetische Energie.
- Umgekehrt kann kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt werden, indem das Objekt z. B. eine höhere Lage einnimmt.
- Ein Beispiel: Wenn man einmal von der Reibung absieht, kann man einen Fahrradfahrer auf einem Berg betrachten. Er hat eine bestimmte potentielle Energie. Nun rollt er den Berg hinunter und wird immer schneller, die zuvor potentielle Energie wird in kinetische umgewandelt. Geht es wieder bergauf, wird dieser Prozess umgekehrt.
Sie sehen, dass physikalische Zusammenhänge - wie die von potentieller und kinetischer Energie - äußerst spannend sein können.
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