Grundwissen.
Energie und Energieerhaltungssatz:
Mechanische Energie kann in verschiedenen Formen vorliegen. Die zwei wichtigsten, die Alltag ständig wahrgenommen werden, sind die potentielle Energie (Lageenergie) und die kinetische Energie (Bewegungsenergie). Als dritte Energieform gibt es noch die Spannenergie, die z.B. in einer zusammengedrückten Feder steckt. Die verschiedenen Energien werden noch den o.g. Formeln berechnet.
Das Wichtigste auf einen Blick:
- In einem abgeschlossenen System bleibt bei Reibungsfreiheit die gesamte mechanische Energie erhalten.
- Verschiedenen Energieformen können lediglich ineinander umgewandelt werden (z.B. potentielle Energie, kinetische Energie, Spannenergie).
- In einem reibungsfreien System bleibt die Gesamtenergie gleich, wenn es von außen nicht beeinflusst wird.
- Mathematisch kannst du die Energieerhaltung ausdrücken als E_ges=E_kin+E_pot+E_spann = konstant.
- Dabei können sich die einzelnen Anteile der drei Energieformen fortlaufend ändern, wie z.B. bei einem Skater in der Halfpipe.
Mehr Informationen:
1. Energieerhaltung und -umwandlung.
2. Arbeit, Energie und Leistung.
3. Wikipedia: Der Energieerhaltungssatz drückt die Erfahrungstatsache aus, dass die Energie eine Erhaltungsgröße ist, dass also die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Energie kann zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Außerdem kann sie aus einem System heraus oder in ein System hinein transportiert werden, es ist jedoch nicht möglich, Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Die Energieerhaltung gilt als wichtiges Prinzip aller Naturwissenschaften. Der Energieerhaltungssatz lässt sich theoretisch mithilfe des Noether-Theorems aus der Annahme ableiten, dass die für das System gültigen Gesetze der Physik nicht von der Zeit abhängen – alles lesen.