Höhenenergie: Bewegungsenergie: Spannenergie: = ½ m v 2

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1 Seite 1 von 5 Energieformen in der Mechanik Höhenenergie: Bewegungenergie: Spannenergie: E h maximal, E h maximal, Δh = m g E H = m g Δh N Ortfaktor: g = 9,81 bzw. kg m Fallbechleunigung: g = 9,81 2 maximal, E h = ½ m v 2 m: Mae in kg v: Gechwindigkeit in m Einheit der Energie: [E] = 1 J (Joule = 1 Nm (Newton Meter = 1 kg m2 2 Energieerhaltungatz: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, ondern nur umgewandelt bzw. übertragen werden. Die Geamtenergie eine abgechloenen Sytem bleibt erhalten.

2 Seite 2 von 5 Arbeit - Kraftwandler Arbeit it die einem Sytem zugeführte oder entzogene mechaniche Energie. E gilt: W = Δ E Anwendung: Ideale Kraftwandler (d.h. keine Reibung, etc. ermöglichen e, die gleiche Arbeit zu verrichten, allerding mit weniger Kraftaufwand. In entprechendem Maße erhöht ich dafür jedoch die Wegtrecke, die zurückgelegt werden mu. Einheit der Arbeit: [W] = 1 J = 1 Nm Wichtige Arten mechanicher Arbeit: - Hubarbeit (Änderung von E H Kraftwandler ind z.b.: - Flachenzug - Hebel - chiefe Ebene. F - Spannarbeit (Änderung von E Spann - Bechleunigungarbeit (Änderung von - Reibungarbeit h = F h Wirkt eine kontante Kraft F läng eine Wege, o gilt für die dabei verrichtete Arbeit W: W = F GOLDENE REGEL DER MECHANIK: Ideale Kraftwandler ändern da Produkt au Kraft und Weg, alo die zu verrichtende Arbeit, nicht.

3 Seite 3 von 5 Leitung - Wirkunggrad Die Leitung it der Quotient au verrichteter Arbeit und der dafür benötigten Zeit. E gilt: Leitung: P = J Einheit der Leitung: [P] = 1 W (Watt = 1 = 1 W t Nm Anmerkung: veraltete Einheit, jedoch umgangprachlich noch ehr verbreitet: 1 PS = 735, W 1 kw = 1, PS Der Wirkunggrad ɳ (Eta eine Energiewandler (z.b. Verbrennungmotor, Kraftwerk, Glühbirne, gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie E Zu in nutzbringende Energie E Nutz umgewandelt wird. Er kann auch über die zugeführte Leitung P Zu und die nutzbringende Leitung P Nutz berechnet werden. E gilt: = E Nutz E Zu = P Nutz P Zu Beachte: Der Wirkunggrad it tet kleiner al 1 bzw. kleiner al 100 %. Beipiele: ɳ Glühbirne = 5 % ɳ Elektromotor = 90 % (5% der zugeführten Energie wird in Licht umgewandelt, der Ret in Wärme. (90% der zugeführten Energie wird in Bewegungenergie umgewandelt.

4 Seite 4 von 5 GW 8 Innere Energie - Temperatur RMG Teilchenmodell: Die innere Energie eine Körper etzt ich u.a. au der kinetichen Energie einer Teilchen zuammen. Sie it ein Maß für eine Temperatur und umgekehrt. Ändert ich der Aggregatzutand eine Körper nicht, kann die Änderung der inneren Energie wie folgt berechnet werden: fet flüig gaförmig Im Teilchenmodell betehen Körper au ehr kleinen unteilbaren, unzertörbaren und abolut gleichen Teilchen. In den Abbildungen ind die verchiedenen Aggregatzutände dargetellt. Körper dehnen ich normalerweie au, wenn ihre Temperatur zunimmt. Bei Abnahme der inneren Energie ziehen ie ich wieder zuammen. Anomalie de Waer: Waer beitzt bei 4 C eine größte Dichte. ΔE innere = c m kj c pezifiche Wärmekapazität ( Waer : c w = 4,2 kg C m Mae in kg Temperaturunterchied in C Meung der Temperatur: Celiu-Skala: Temperatur von Eiwaer (0 C und iedendem Waer (100 C ind die Bezugpunkte. Kelvin-Skala: Der abolute Nullpunkt (-273,15 C it der Bezugpunkt für 0 K. Ein Temperaturunterchied von 1 K entpricht dem Unterchied von 1 C. Bei 0 K (aboluter Nullpunkt beitzen die Teilchen eine Körper keine kinetiche Energie.

5 Seite 5 von 5 Elektriche Energie - Widertände Elektriche Ladung Q: [Q] = 1 C (1 Coulomb = 1 A Regeln von Kirchhoff gibt an, wie groß der Elektronenüberchu oder der Elektronenmangel eine Körper it. Elementarladung (Elektron, Proton: e = 1, C Stromtärke I: I= Q t [I] = 1A (1 Ampere 1 A= 1C 1 gibt an, wie viel elektriche Ladung je Zeiteinheit durch den Querchnittt eine Leiter fließt. Machenregel:Verfolgt man einen Stromweg von dem einen Pol zum anderen Pol, o it die Summe der Teilpannungen gleich der Spannung der Quelle. U = U 1 + U U n U U 1 R 1 U 2 R 2 Spannung U: [U] = 1 V (1 Volt gibt an, wie tark der Antrieb de elektrichen Strom it. Widertand R: R= U I [R] = 1 Ω (1 Ohm 1 = 1 V 1 A gibt an, wie tark der Stromflu durch ein Bauelement behindert wird. Knotenregel: In einem Verzweigungpunkt it die Summe der hinfließenden Ströme gleich der Summe der U I 1 I I 2 Eratzwidertände: abfließenden Ströme. I = I 1 + I I n R 1 R 2 Elektriche Energie: E el = U I t ; [E] = 1 J (1 Joule = 1 VA Elektriche Leitung: P el = U I; [P] = 1 W (1 Watt = 1 VA andere Einheit der elektrichen Energie: 1 kwh = 3, J