Energieformen (1) Energieformen
Thermische Energie (Wärmeenergie)
Erwärmt man einen Körper, so wird diesem thermische Energie zugeführt. Werden beispielsweise fossile Brennstoffe (Holz, Kohle, Öl, Gas, …) verbrannt, so wird fortlaufend die in den ___________________ „gespeicherte“ chemische Energie in _____________________________________ umgewandelt.
Chemische Energie
Bei chemischen Reaktionen wird _______________________________
meistens in Bewegungsenergie und thermische Energie umgewandelt.
Die menschliche Verdauung ist auch eine chemische Reaktion.
Dabei wird die in den ___________________________ enthaltene chemische Energie in _______________________________
(Körpertemperatur) und ______________________ (Muskelbewegung) umgewandelt.
Elektrische Energie
Wird eine Glühlampe zum Leuchten (Glühen) gebracht, so wird ihr _______________________________ zugeführt, die in
_______________________________ umgewandelt wird.
Je größer die ihr zugeführte elektrische Energie, umso _______________ leuchtet die Glühlampe.
Strahlungsenergie
Fallen Lichtstrahlen auf eine Photovoltaikanlage, so wird ihr _______________________________ zugeführt, die in _______________________________ umgewandelt wird.
Je größer die ihr zugeführte Strahlungsenergie, umso _______________ elektrische Energie wird „erzeugt“.
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Potenzielle Energie (Lageenergie) (1) Energieformen
Aufgabe
Vervollständige das Versuchsprotokoll.
쎲
Material / Skizze
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
쎲
Durchführung
I) Stecke 3 Nägel gleich tief in einen Styroporblock.
Lass auf jeden Nagel jeweils aus unterschiedlicher Höhe ______________________ fallen.
II) Stecke die 3 Nägel gleich tief in den Styroporblock und lass nacheinander einen Körper mit unter- schiedlicher Masse auf ihn fallen. Die Fallhöhe wird diesmal nicht verändert.
쎲
Beobachtung
I) Je größer die Fallhöhe des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins ______________________ ein.
II) Je größer die Masse des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins ______________________ ein.
쎲
Ergebnis
Die verrichtete Arbeit (Hubarbeit), um einen Körper auf eine bestimmte ______________________ zu bringen, wird in ihm als Energie gespeichert.
Sobald der Körper losgelassen wird, wird die in ihm gespeicherte ______________________ frei- gesetzt und als verrichtete ______________________ sichtbar.
Die zugeführte Energiemenge ist genauso groß wie die verrichtete ______________________.
왘 Merke:
Energie, die durch das ______________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man potenzielle Energie (Lageenergie).
Je höher ein Körper gehoben wird, umso ______________________ ist seine potenzielle Energie.
Je ______________________ die Masse eines Körpers ist, umso größer ist seine potenzielle Energie.
Körper Körper Körper
Nagel
Styroporblock
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Kinetische Energie (Bewegungsenergie) (1) Energieformen
Aufgabe
Vervollständige das Versuchsprotokoll.
쎲
Material / Skizze
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
쎲
Durchführung
I) Lasst __________________________ von der Rampe (ohne anzuschubsen) aus unterschiedlicher Höhe herunterfahren.
II) Lasst das Fahrzeug von der Rampe (ohne anzuschubsen) mit unterschiedlicher Masse herunter- fahren. Die Abfahrtshöhe wird diesmal __________________________.
쎲
Beobachtung
쎲
Ergebnis
Je __________________________ wir das Fahrzeug losfahren lassen oder je größer die __________________________ ist, umso größer ist die __________________________ und somit die Bewegungsenergie.
Je größer die Bewegungsenergie, umso __________________________ wird der Klotz verschoben.
왘 Merke:
Energie, die durch die ______________________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man Bewegungsenergie (kinetische Energie).
Die Bewegungsenergie hängt von der ____________ und von der ____________________________
eines Körpers ab.
Klotz Rampe
Fahrzeug
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Potenzielle und kinetische Energie Energieformen
Aufgabe 1
a) Wie ändert sich die kinetische Energie eines Körpers, wenn man seine Masse verdoppelt bzw. ver- dreifacht?
b) Wie ändert sich die kinetische Energie eines Körpers, wenn man seine Geschwindigkeit verdoppelt bzw. verdreifacht?
Aufgabe 2
Peter (67 kg) macht einen Sprung von einem 5-Meter-Turm.
a) Berechne die Energie, die er für den Aufstieg aufbringen musste.
b) Wie groß ist Peters kinetische Energie unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser?
c) Berechne seine Geschwindigkeit unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser.
d) Die kleine Anja (25 kg) traut sich auch einen Sprung vom 5-Meter-Turm. Wie groß ist ihre Geschwin- digkeit unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser?
Aufgabe 3
Die nebenstehenden Wasserräder wurden bereits 200 v. Chr.
u. a. zum Antrieb von Mühlen, Sägewerken oder Hammer- werken verwendet.
a) Welche Energieform wird dem oberschlächtigen Wasserrad zugeführt?
b) Welche Energieform wird dem unterschlächtigen Wasserrad zugeführt?
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Lösungen
Nabil Gad: Grundwissen Energie © Persen Verlag
Potenzielle Energie (Lageenergie) (1) Energieformen Aufgabe Vervollständige das Versuchsprotokoll. 쎲Material / Skizze _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 쎲Durchführung I) Stecke 3 Nägel gleich tief in einen Styroporblock. Lass auf jeden Nagel jeweils aus unterschiedlicher Höhe ______________________ fallen. II) Stecke die 3 Nägel gleich tief in den Styroporblock und lass nacheinander einen Körper mit unter- schiedlicher Masse auf ihn fallen. Die Fallhöhe wird diesmal nicht verändert. 쎲Beobachtung I) Je größer die Fallhöhe des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins ______________________ ein. II) Je größer die Masse des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins ______________________ ein. 쎲Ergebnis Die verrichtete Arbeit (Hubarbeit), um einen Körper auf eine bestimmte ______________________ zu bringen, wird in ihm als Energie gespeichert. Sobald der Körper losgelassen wird, wird die in ihm gespeicherte ______________________ frei- gesetzt und als verrichtete ______________________ sichtbar. Die zugeführte Energiemenge ist genauso groß wie die verrichtete ______________________. 왘Merke: Energie, die durch das ______________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man potenzielle Energie (Lageenergie). Je höher ein Körper gehoben wird, umso ______________________ ist seine potenzielle Energie. Je ______________________ die Masse eines Körpers ist, umso größer ist seine potenzielle Energie.
Körper Körper Körper
Nagel Styroporblock
Styroporblock, 3 Nägel, 3 Körper mit unterschiedlicher Masse einen Körper tiefer Styropor tiefer Styropor Höhe Energie Arbeit Arbeit Heben größer größer Nabil Gad: Grundwissen Energie © Persen Verlag
Aufgabe 1 Für die Erneuerung des Daches werden die neuen Dachziegel in 10 kg-Paketen nach oben in 7 m Höhe befördert. Hinweis: Die potenzielle Energie entspricht der Hub- arbeit. a) Notiere die Formel zur Berechnung der poten- ziellen Energie. b) Wie hoch ist die potenzielle Energie, die einem Paket Dachziegel zugeführt worden ist? Aufgabe 2 Berechne die potenzielle Energie. a) Petra (70 kg) erreicht beim Klettern auf einer Kletterwand eine Höhe von 6 m. b) Peter bewältigt beim Bergsteigen einen Höhen- unterschied von 900 m. Er wiegt mit Gepäck 85 kg.
Potenzielle Energie (Lageenergie) (2) Energieformen Hinweis: 1 N = 1 kg · m s2 ⇒ 1 kg · m2 s2= 1 Nm = 1 J g = 9,81 m s2 = 9,81 N kg Epot = WHub = m · g · h Epot = 686,7 J Epot = m · g · h = 4 120,2 J Epot = 750 465 J = 750,465 kJ Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag
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