Marie-Curie-Gymnasium Dresden

Dr. M. Helm

Marie-Curie-Gymnasium Dresden

Lehrbrief zum Physik-Fernunterricht

Klasse 7, 27.-30.04.2020

Liebe Schülerinnen und Schüler,

ich hoffe, Euch geht es gut und Ihr seid noch gut gelaunt. Auch heute soll es wieder um das Thema Energie gehen. Bitte wiederholt noch einmal, was wir unter Energie verstehen, und welche Energieformen Ihr kennt.

Habt Ihr dafür Euren Hefter oder das Buch benötigt? Dann wird es Zeit, diese Dinge auch auswendig zu lernen. Nehmt Euch dafür ruhig 10–15 Minuten Zeit.

Am Ende des letzten Lehrbriefs hatten wir uns mit der mechanischen Energie beschäftigt. Wir hatten die kinetische Energie als Energie der Bewegung kennengelernt. Heute soll es um eine zweite Form von mechanischer Energie gehen: die potenzielle Energie. Dabei handelt es sich um Energie, die ein Körper aufgrund seiner Lage besitzt.

Stellt Euch dazu vor, Ihr seid in der Sächsischen Schweiz. Was wird mehr Schaden anrichten:

ein die Felswand hinuntergeworfener kleiner Stein (bitte nicht machen!!!) oder ein Felssturz aus gleicher Höhe? Wann wird der Stein bei einem Treffer mehr Schaden anrichten: wenn man ihn beim Gehen von der Hand auf den Boden fallen lässt oder wenn er an der Idagrotte gut 100 m hinabsaust (bitte nicht machen!!!)?

Off topic: Wenn Ihr die Idagrotte nicht kennt, wird es Zeit für eine Wanderung; allein der Zustieg ist wirklich spektakulär. Und Ihr stärkt dabei Euer Immunsystem , :

Natürlich sieht man unserem Stein nicht unmittelbar an, dass er potenzielle Energie besitzt – er

bewegt sich ja erst mal nicht. Erst wenn er aus seiner Lage herabfällt, ist der Effekt deutlich zu

spüren.

Lest Euch bitte im Lehrbuch Seite 95 ab „Energieformen“ bis Seite 96 oben vor „kinetische Energie“ durch. Bitte vervollständigt dann das „Tafelbild“ von letzter Woche:

Bitte lest Euch der Vollständigkeit halber auch noch die Buchabschnitte auf Seite 97/98 zur thermischen, chemischen, elektrischen und Strahlungs-/Lichtenergie durch. Diese Energieformen hatten wir bereits in der Übersicht vom letzten mal erfasst. Ihr könnt Euch dazu aber gerne auch noch weitere Notizen machen.

Den Rest der Stunde geht es um Berechnungen zur potenziellen Energie. Am besten, Ihr stellt die Formel E

= mgh zunächst einmal nach den Größen m und h um (Schmierblatt).

Bearbeitet anschließend bitte folgende Aufgaben. Ihr braucht immer nur die Formel E

= mgh oder eine der umgestellten Varianten.

1. Wie viel Energie ist in einem Ziegelstein (8 kg Masse) gespeichert, wenn er 2,50 m hoch gehoben wurde?

2. Eine Regenwolke mittlerer Größe enthält etwa 1000 t Wasser in einer mittleren Höhe von 5 km. Wie viel Lageenergie ist in ihr gespeichert?

3. Im Pumpspeicherwerk Markersbach im Erzgebirge beträgt der Höhenunterschied zwischen den beiden Wasserbecken 300 m. Wie groß ist die potenzielle Energie der 6 Millionen Ku- bikmeter Wasser im oberen Speicherbecken, die im Kraftwerk unten in elektrische Energie umgewandelt werden kann?

4. Im Rheinfall von Schaffhausen stürzen pro Sekunde 700 m

Wasser 23 m tief. Wie viel Energie wird pro Sekunde umgewandelt?

5. Wie hoch kann man mit der Energie 10 J einen Tennisball mit 58 g Masse werfen?

6. Welche Höhe kann ein Hubschraubermodell (m = 700 g) mit Elektromotor niemals über- steigen, wenn seine Batterien 1,2 kJ Energie gespeichert haben?

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Aufgabe aus Spektrum-Lehrbuch Physik Gymnasium 7 entnommen

7. Gib an, wie sich die potenzielle Energie in folgenden Fällen verändert:

(a) Die Masse wird verdoppelt.

(b) Die Höhe wird verdoppelt.

(c) Die Masse wird gedrittelt.

(d) Die Höhe wird halbiert.

(e) Die Masse und die Höhe werden verdoppelt.

(f) Die Masse wird vervierfacht, die Höhe halbiert.

(g) Die Masse wird verfünffacht, die Höhe beträgt ein Fünftel.

(Alle nicht genannten Größen bleiben jeweils unverändert.)

So das war’s schon wieder für heute. Lösungen zu den Aufgaben gibt es nächste Woche, aber probiert es bitte wirklich selbst. Viel Spaß damit und bleibt gesund!

Beste Grüße

M. Helm