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physik:jahrgang9:aufgabenbewegung

Aufgaben zur Bewegungsenergie

Viele Aufgaben zum Thema Energie lassen sich über den sogenannten Energieerhaltungssatz lösen: Die gesamte Energiemenge vor und nach einem Vorgang sind gleich. Wäre das anders, hätte man ja Energie erzeugt. Praktisch alle Aufgaben lassen sich nach dem folgenden Schema lösen:

  1. Identifiziere, welche Energieformen beteiligt sind. Hilfreich kann hier z.B. auch ein Energieflussdiagramm sein, das den in der Aufgabe beschriebenen Vorgang visualisiert.
  2. Stelle den Energieerhaltungssatz auf: Welche Energieform war vor, welche nach dem Vorgang vorhanden? Beide müssen (von ihrer Größe in Joule her betrachtet) gleich sein.
  3. Löse die bei (2) entstandene Gleichung so auf, dass die Größe, die du berechnen möchtest, allein auf einer Seite der Gleichung steht.
  4. Setze am Ende Zahlenwerte in die Gleichung ein. Achte darauf, dass möglichst alle Zahlenangaben in Grundeinheiten (und nicht in cm, mN, …) geschrieben werden.

Dieses Vorgehen soll an einem konkreten Beispiel verdeutlicht werden.

Ein Stein fällt in einen 10 m tiefen Brunnenschacht hinunter. Bestimme die Geschwindigkeit des Steins kurz vor dem Aufprall!

  1. Zu Beginn hatte der Stein Höhenenergie, kurz vor dem Aufprall praktisch nur Bewegungsenergie.
  2. $E_{Höhe, oben}=E_{Bewegung, kurz vor dem Aufprall}$ (denn sonst wäre ja Energie „verloren gegangen“).
  3. $m \cdot g \cdot h=0,5 \cdot m \cdot v^2$
  4. Umstellen der Gleichung: $2 \cdot g \cdot h = v^2$ ↔ $v=\sqrt{2 \cdot g \cdot h}$
  5. Zahlen einsetzen: $v=\sqrt{2 \cdot 10 \text{J/kg} \cdot 10 \text{m}}=\sqrt{200 \text{m*m/s*s}}=14,14$ m/s

Bearbeite die deiner Gruppe zugeteilte Aufgabe im jeweiligen Etherpad - so, dass sie für andere nachvollziehbar ist. Bist du mit deiner Aufgabe fertig, betrachte die anderen Aufgaben und notiere Anmerkungen und Fragen.

physik/jahrgang9/aufgabenbewegung.txt · Zuletzt geändert: 2019/05/13 21:21 von sander