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Energie

Energieumwandlung in natur und technik

Wirkungsgrad und energieflussschemen bei energieumwandlungen

Energieumwandlungen und Beispiele für Klasse 7 - Physik

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Energieumwandlungen und Beispiele für Klasse 7 - Physik

Juri Sindel

@jurisindel_f1ea40

4 Follower

Energieumwandlung und verschiedene Energieformen in der Physik der 8. Klasse. Der Fokus liegt auf mechanischer Energie, insbesondere Spannenergie, Höhenenergie und kinetischer Energie, sowie deren Umwandlung. Wichtige Formeln und Beispiele werden erläutert.

• Energieumwandlung wird anhand von Alltagsbeispielen wie Skifahren und Bogenschießen erklärt.
• Formeln für Spannenergie, Höhenenergie und kinetische Energie werden vorgestellt und erläutert.
• Die Umwandlung zwischen verschiedenen Energieformen wird detailliert beschrieben.
• Praktische Anwendungen und Berechnungen werden demonstriert.

15.3.2020

1078

Thermische Energie
• Chemische Energie
Elektrische Energie
Lichtenergie
Magnetische Energie
Kernenergie
Spannenergie
Höhenenergie
• Kinetisc

Überblick über Energieformen in der Physik

In der 8. Klasse Physik werden verschiedene Energieformen behandelt. Diese umfassen:

• Thermische Energie • Chemische Energie • Elektrische Energie • Lichtenergie • Magnetische Energie • Kernenergie • Spannenergie • Höhenenergie • Kinetische Energie • Innere Energie • Mechanische Energie

Highlight: Die mechanische Energie, bestehend aus Spannenergie, Höhenenergie und kinetischer Energie, steht im Fokus dieser Einheit.

Definition: Mechanische Energie ist die Summe aus potentieller und kinetischer Energie eines Körpers oder Systems.

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Höhenenergie: Potentielle Energie durch Höhenunterschiede

Die Höhenenergie, auch als Lageenergie oder potentielle Energie bezeichnet, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Position im Schwerefeld der Erde besitzt.

Formel: Die Höhenenergie wird durch die Formel Eh = m * g * h berechnet.

Dabei steht: • m für die Masse des Körpers • g für die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) • h für den Höhenunterschied

Beispiel: Ein Körper mit einer Masse von 250g wird auf eine Höhe von 1,0m gehoben. Seine Höhenenergie beträgt: Eh = 0,25 kg * 9,81 m/s² * 1,0 m = 2,45 J.

Highlight: Die Erdbeschleunigung g ist eine Konstante und beträgt auf der Erdoberfläche etwa 9,81 m/s².

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Energieumwandlung beim Bogenschießen

Beim Bogenschießen wird die Spannenergie der Bogensehne in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt.

Energieumwandlungskette: Spannenergie → Kinetische Energie

Wenn der Pfeil losgelassen wird, wird die gesamte Spannenergie der Sehne in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt.

Formel: Die Geschwindigkeit des Pfeils kann mit der Formel v = √(D/m * s²) berechnet werden, wobei D die Federkonstante der Sehne, m die Masse des Pfeils und s die Auslenkung der Sehne ist.

Beispiel: Ein Pfeil mit einer Masse von 20g wird von einem Bogen mit einer Federkonstante von 100 N/m und einer Auslenkung von 0,5 m abgeschossen. Seine Geschwindigkeit beträgt: v = √(100 N/m / 0,02 kg * (0,5 m)²) ≈ 79 m/s.

Highlight: Die Energieumwandlung beim Bogenschießen ist ein perfektes Beispiel für die Umwandlung von Spannenergie in kinetische Energie.

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Spannenergie: Energie in gespannten Federn

Die Spannenergie ist eine Form der potentiellen Energie, die in gespannten oder gestauchten elastischen Körpern, wie Federn, gespeichert ist.

Formel: Die Spannenergie wird durch die Formel Esp = 1/2 * D * s² berechnet.

Dabei steht: • D für die Federkonstante (Federhärte) • s für die Auslenkung (Stauchungslänge) der Feder

Die Federkonstante D kann durch die Formel D = F/s ermittelt werden, wobei F die Kraft ist, die auf die Feder wirkt.

Beispiel: Eine Feder mit einer Federkonstante von 100 N/m wird um 0,2 m gestaucht. Die gespeicherte Spannenergie beträgt: Esp = 1/2 * 100 N/m * (0,2 m)² = 2 J.

Vocabulary: Die Federkonstante ist ein Maß für die Steifigkeit einer Feder und wird in Newton pro Meter (N/m) angegeben.

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Kinetische Energie: Energie der Bewegung

Die kinetische Energie, auch Bewegungsenergie genannt, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung besitzt.

Formel: Die kinetische Energie wird durch die Formel Ekin = 1/2 * m * v² berechnet.

Dabei steht: • m für die Masse des Körpers • v für die Geschwindigkeit des Körpers

Beispiel: Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s. Seine kinetische Energie beträgt: Ekin = 1/2 * 1000 kg * (20 m/s)² = 200.000 J = 200 kJ.

Vocabulary: Die Geschwindigkeit ist ein Maß für die Schnelligkeit und Richtung der Bewegung eines Körpers und wird in Meter pro Sekunde (m/s) angegeben.

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Energieumwandlung beim Skifahren

Bei der Abfahrt eines Skifahrers wird die Höhenenergie in kinetische Energie umgewandelt.

Energieumwandlungskette: Höhenenergie → Kinetische Energie

Am Anfang der Abfahrt besitzt der Skifahrer maximale Höhenenergie und keine kinetische Energie. Am Fuß des Berges ist die gesamte Höhenenergie in kinetische Energie umgewandelt worden.

Formel: Die Maximalgeschwindigkeit am Fuß des Berges kann mit der Formel v = √(2gh) berechnet werden.

Highlight: Die Gesamtenergie bleibt während der Abfahrt konstant, nur die Verteilung zwischen Höhenenergie und kinetischer Energie ändert sich.

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In der 8. Klasse Physik werden verschiedene Energieformen behandelt. Diese umfassen:

Highlight: Die mechanische Energie, bestehend aus Spannenergie, Höhenenergie und kinetischer Energie, steht im Fokus dieser Einheit.

Definition: Mechanische Energie ist die Summe aus potentieller und kinetischer Energie eines Körpers oder Systems.

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Höhenenergie: Potentielle Energie durch Höhenunterschiede

Die Höhenenergie, auch als Lageenergie oder potentielle Energie bezeichnet, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Position im Schwerefeld der Erde besitzt.

Formel: Die Höhenenergie wird durch die Formel Eh = m * g * h berechnet.

Dabei steht: • m für die Masse des Körpers • g für die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) • h für den Höhenunterschied

Beispiel: Ein Körper mit einer Masse von 250g wird auf eine Höhe von 1,0m gehoben. Seine Höhenenergie beträgt: Eh = 0,25 kg * 9,81 m/s² * 1,0 m = 2,45 J.

Highlight: Die Erdbeschleunigung g ist eine Konstante und beträgt auf der Erdoberfläche etwa 9,81 m/s².

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Energieumwandlung beim Bogenschießen

Beim Bogenschießen wird die Spannenergie der Bogensehne in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt.

Energieumwandlungskette: Spannenergie → Kinetische Energie

Wenn der Pfeil losgelassen wird, wird die gesamte Spannenergie der Sehne in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt.

Formel: Die Geschwindigkeit des Pfeils kann mit der Formel v = √(D/m * s²) berechnet werden, wobei D die Federkonstante der Sehne, m die Masse des Pfeils und s die Auslenkung der Sehne ist.

Beispiel: Ein Pfeil mit einer Masse von 20g wird von einem Bogen mit einer Federkonstante von 100 N/m und einer Auslenkung von 0,5 m abgeschossen. Seine Geschwindigkeit beträgt: v = √(100 N/m / 0,02 kg * (0,5 m)²) ≈ 79 m/s.

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Spannenergie: Energie in gespannten Federn

Die Spannenergie ist eine Form der potentiellen Energie, die in gespannten oder gestauchten elastischen Körpern, wie Federn, gespeichert ist.

Formel: Die Spannenergie wird durch die Formel Esp = 1/2 * D * s² berechnet.

Dabei steht: • D für die Federkonstante (Federhärte) • s für die Auslenkung (Stauchungslänge) der Feder

Die Federkonstante D kann durch die Formel D = F/s ermittelt werden, wobei F die Kraft ist, die auf die Feder wirkt.

Beispiel: Eine Feder mit einer Federkonstante von 100 N/m wird um 0,2 m gestaucht. Die gespeicherte Spannenergie beträgt: Esp = 1/2 * 100 N/m * (0,2 m)² = 2 J.

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Kinetische Energie: Energie der Bewegung

Die kinetische Energie, auch Bewegungsenergie genannt, ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung besitzt.

Formel: Die kinetische Energie wird durch die Formel Ekin = 1/2 * m * v² berechnet.

Dabei steht: • m für die Masse des Körpers • v für die Geschwindigkeit des Körpers

Beispiel: Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s. Seine kinetische Energie beträgt: Ekin = 1/2 * 1000 kg * (20 m/s)² = 200.000 J = 200 kJ.

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Energieumwandlung beim Skifahren

Bei der Abfahrt eines Skifahrers wird die Höhenenergie in kinetische Energie umgewandelt.

Energieumwandlungskette: Höhenenergie → Kinetische Energie

Am Anfang der Abfahrt besitzt der Skifahrer maximale Höhenenergie und keine kinetische Energie. Am Fuß des Berges ist die gesamte Höhenenergie in kinetische Energie umgewandelt worden.

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