Energie, Arbeit und Leistung lernen mit den Eselsbrücken von Meditricks.de

Energie, Arbeit und Leistung



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wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Energie, Arbeit und Leistung lernen mit den Eselsbrücken von Meditricks.de

Energie, Arbeit und Leistung

Inhaltliche Einleitung
Die Begriffe “Arbeit” und “Energie” sind uns aus dem Alltag bestens bekannt. In diesem Meditrick wollen wir uns damit beschäftigen, was es physikalisch bedeutet, “Arbeit” zu verrichten oder die Energie eines Gegenstands zu ändern. Hierbei werden wir zwei Energie-Formen kennen lernen: Die kinetische Energie, sprich die Energie eines bewegten Gegenstandes. Und die potenzielle Energie, sprich die Energie eines gegen die Gravitationskraft nach oben gehobenen Gegenstands. 

Basiswissen

  • Energie im Physik-Teilgebiet Mechanik starrer Körper

    Zwei energiegeladene Mechaniker

    Man braucht Energie, um einen Körper in Bewegung zu bringen. Diese Energie wird in der Physik auch als „Arbeit“ quantifiziert (Arbeit = Energiemenge, die bei einem Prozess umgesetzt wird). Diese Gegebenheit merkt man am besten an der Energie/Arbeit, die man morgens aufwenden muss, um den eigenen Körper aus dem Bett zu “bewegen”. Die zwei Mechaniker haben diese Schwerstarbeit heute morgen schon erfolgreich hinter sich gebracht. Energiegeladen freuen sie sich auf den Tag.

  • Potentielle Energie E(pot) = m× g × h

    Energiegeladener Po-Mechaniker in der Höhe

    Die potentielle Energie (energiegeladener Po-Mechaniker) eines Körpers ergibt sich aus seiner Lage im Kraftfeld der Schwerkraft. Das heißt kurz gesagt z.B. folgendes: Je weiter der Mechaniker seinen Po in die Höhe schleppt, desto gewaltiger wird die Wucht sein, mit der er auf seinen Kollegen fällt. Die Formel der potentiellen Energie ist E(pot) = m × g × h. Der Mechaniker repariert das kaputte Rotorblatt der Windrads. In seine Arbeit vertieft merkt er gar nicht, dass seine Hose etwas gerutscht ist und seinen Allerwertesten zur Schau stellt (Po-tentielle Energie). Seine gestreckten Arme formen das “=”-Zeichen der Gleichung.

  • Potentielle Energie E(pot) = Hubarbeit W(Hub)

    Angestrengter w-förmiger Hubtisch

    Wird eine Last gegen die Gravitationskraft nach oben gehoben, so wird Hubarbeit (WHub) an ihr verrichtet. Hier leistet der angestrengte w-förmige Hubtisch diese Hubarbeit. Je mehr Hubarbeit verrichtet wird, desto mehr erhöht sich die potentielle Energie des angehobenen Gegenstandes. Die Änderung der potentiellen Energie ist dabei genauso groß wie die erbrachte Hubarbeit: Epot = WHub. Also Epot = WHub = m× g × h.

  • m = Masse in kg

    Masse-Ass mit Kilo

    m ist die Masse eines Gegenstandes. Der Po-Mechaniker hat immer ein Masse-Ass mit dabei, um in den Pausen mit seinem Kumpel Karten zu spielen. Die Tischdecke des Pausentischs ist gepunktet und zeigt uns die Malzeichen der Formel an.

  • g = Erdbeschleunigung (= 9,81 m/s2)

    Newtons berühmter Apfel

    g gibt die Erdbeschleunigung in m pro s im Quadrat an und beträgt 9,81m/s2. Der Po-Mechaniker hat seinen gesunden Snack dabei: Newtons berühmten Apfel.

  • ...

Expertenwissen

  • Einheit: Newtonmeter Nm

    Metermaß mit Newton-Perücke

    Die potentielle Energie wird in Newtonmeter angegeben. Das Metermaß mit Newton-Perücke ist vom Anblick des Pos angeekelt.

  • Einheit: Newtonmeter Nm

    Metermaß mit Newton-Perücke

    Auch die kinetische Energie wird in Newtonmeter angegeben. Das Metermaß mit Newton-Perücke freut sich über die Action und jubelt im Achterbahnfahrt-Stil.

  • Einheit Watt (W)

    Polizist mit Glühbirne ruft: “Watt?”

    Die Leistung wird in Joule pro Sekunde, also in Watt (symbolisiert durch die Polizei-Glühbirne) gemessen. Beim Blick auf die Stoppuhr ist der Polizist so erstaunt über die unsagbare Geschwindigkeit des Vogel Strauß, dass er verblüfft “Watt?” sagt. Ein Polizist aus dem Ruhrpott also.

  • ...

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