Physik
Energie
Energie geht nie verloren, sie wechselt nur ständig ihr Kostüm.
Das brauchst du vorher
Dein Frühstück bringt dich den Berg hoch, die Sonne wärmt dein Gesicht, und dein Handy läuft mit Strom aus der Steckdose. Überall ist Energie im Spiel: in Bewegung, in Höhe, in Wärme, in Strom und sogar in deinem Essen. Zeit, dieses unsichtbare Etwas genauer anzuschauen.
Energie geht nie verloren
Das Erstaunlichste an Energie: Sie verschwindet nie und entsteht nie aus dem Nichts. Sie wandelt sich nur von einer Form in eine andere um. Das nennt man Energieerhaltung. Ein Auto verwandelt die Energie im Benzin in Bewegung und Wärme, eine Lampe verwandelt Strom in Licht und Wärme. Die Gesamtmenge bleibt immer gleich.
Die Summe bleibt immer 100 %. Energie geht nicht verloren, sie wandelt sich um.
Von oben nach schnell
Oben auf der Rutsche steckst du voller Lageenergie: Energie der Höhe. Beim Hinunterrutschen wird sie zu Bewegungsenergie, und unten bist du am schnellsten. Genau so funktioniert eine Achterbahn: Der Motor zieht den Wagen nur auf den ersten Hügel, den Rest der Fahrt zahlt die Lageenergie. Je höher der Start, desto schneller wird es unten.
Energie messen: das Joule
Energie misst man in Joule, kurz J. Ein Joule ist ungefähr die Energie, mit der du eine Tafel Schokolade (etwa 100 g, das ist rund 1 N ) um 1 m anhebst. Ein Joule ist also ein Newton mal ein Meter. Daraus folgt die Regel, die du für die Rechenaufgaben brauchst: Lageenergie = Gewichtskraft mal Höhe. Hebst du eine Last mit 40 N Gewichtskraft um 2 m, steckst du 40 · 2 = 80 J Lageenergie hinein.
Aufgaben
0 von 6 gelöstZeit zum Ausprobieren. Du kannst nichts kaputt machen, jeder Versuch zählt.
Eine Kugel rollt die Rutsche hinunter. Was passiert mit ihrer Energie?
In welcher Einheit misst man Energie?
Ein Wagen hat oben auf dem Hügel 500 J Lageenergie. Wie viel J Bewegungsenergie hat er unten, wenn keine Reibung wirkt?
Ordne, wie sich die Energie der Kugel auf der Rutsche von oben nach unten verändert.
- 1Ganz unten: fast nur noch Bewegungsenergie, hier ist sie am schnellsten
- 2Auf halber Höhe: teils Lageenergie, teils Bewegungsenergie
- 3Ganz oben: die Kugel hat nur Lageenergie
Eine Achterbahn startet mit 800 J Lageenergie. Auf halber Höhe sind noch 400 J Lageenergie übrig. Wie viel J Bewegungsenergie hat der Wagen dort?
Ordne jedem Gerät zu, welche Energie es in welche verwandelt.
Damit geht es weiter