Was ist die Energieerhaltung in der Mechanik?
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Mechanische Energieerhaltung
Aufgabe:
Der Energieerhaltungssatz sagt aus, dass Energie in keinem System verloren geht.
Beurteile, ob diese Aussage korrekt ist.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Wähle aus, welche Energieformen es gibt.
- Spannenergie.
- Rotationsenergie.
- Lageenergie.
- Wurfenergie.
Aufgabe:
Ziehe die Wörter an die richtigen Stellen im Text.
Der
sagt aus, dass in einem abgeschlossenen System keine
verloren gehen kann. Die
kann sich jedoch ändern. Von einem
spricht man umgangsprachlich, wenn Energien entstehen, die nicht gewollt sind oder nicht genutzt werden können.
Energieerhaltungssatz
„Energieverlust“
Energie
Energieform
Aufgabe:
Klicke die korrekten Aussagen zur Energie in einem geschlossenen System an.
- Die Energie kann ihre Form ändern..
- Die Energie bleibt erhalten..
- Es gibt nur potentielle Energie..
- Energie kann verloren gehen..
Aufgabe:
Ordne die Energieformen der richtigen Kategorie zu.
Greifbares Element 1 von 6.
Lageenenergie
Greifbares Element 2 von 6.
Rotationsenergie
Greifbares Element 3 von 6.
Bewegungsenergie
Greifbares Element 4 von 6.
Spannenergie
Greifbares Element 5 von 6.
chemische Energie
Greifbares Element 6 von 6.
elektrische Energie
Keine Ablagezone.
Ablagezone 1 von 2.
Kinetische Energie
Ablagezone 2 von 2.
Potentielle Energie
Aufgabe:
Ordne die Formeln der korrekten Energieform zu.
Bewegungsenergie:
Spannenergie:
Lageenergie:
E=12⋅D⋅s2
E=m⋅g⋅h
E=12⋅m⋅v2
Aufgabe:
Ein Buch wird in einem Abstand von einem Meter über dem Schreibtisch gehalten. Laura ist der Meinung, es besitzt zu diesem Zeitpunkt nur potentielle Energie.
Entscheide, ob sie recht hat.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Luisa spannt eine Feder. Sie ist der Meinung, die Feder hat nun Spannenergie, welche sich beim Loslassen in potentielle Energie umwandelt.
Entscheide, ob Luisa recht hat.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Ein Pendel wird ausgelenkt und schwingt danach gleichmäßig vor und zurück. Klicke die korrekten Aussagen an.
- Am höchsten Punkt hat das Pendel nur potentielle Energie..
- Es wechseln sich potentielle Energie und Wärme ab..
- Es entsteht Verformungsenergie..
- Am tiefsten Punkt hat das Pendel nur kinetische Energie..
Aufgabe:
Ein Ball aus Knete wird in einer Höhe von 2 Metern festgehalten und dann fallen gelassen.
Ordne die Energieformen korrekt in den Text ein.
Zu Beginn besitzt der Ball nur
. Wenn er losgelassen wird, wandelt sich die Energie in
um. Sobald der Ball auf den Boden auftrifft, tritt
auf.
Verformungsenergie
Bewegungsenergie
Lageenergie
Aufgabe:
Ein abgeschlossenes System besitzt zu Beginn 12 Joule Spannenergie. Nach mehreren Energieumwandlungen besitzt das System sowohl Lage- als auch Verformungsenergie.
Fülle die Lücke mit der korrekten Zahl aus.
Das System hat am Ende eine Gesamtenergie von Joule.
Wie du eine Energieumwandlung in der Mechanik berechnest
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Schritt-für-Schritt-Anleitung zum VideoZeige im FensterDrucken
Mechanische Energieerhaltung berechnen
Aufgabe:
Die Einheit der Energie ist Joule. Diese setzt sich zusammen aus kg⋅m2s2.
Entscheide, ob dies so richtig ist.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Wähle die korrekte Formel für die Lageenergie aus.
- E=m⋅g⋅h.
- E=12⋅m⋅v2.
- E=12⋅D⋅v2.
Aufgabe:
Ein Ball befindet sich in Ruhe an der Spitze einer 5 m hohen Ebene. Er hat eine Masse von 0,75kg.
Bestimme die Bewegungsenergie zu diesem Zeitpunkt und fülle die Lücke mit der korrekten Zahl aus.
Der Ball besitzt eine Bewegungsenergie von Joule.
Aufgabe:
Eine 120 g schwere Kugel fällt aus 400 cm Höhe auf den Boden. Für die Erdbeschleunigung wird ein Wert von 9,8ms2 angenommen.
Wähle die korrekten Angaben aus.- Die Rotationsenergie beträgt 3 Joule..
- Es tritt Spannenergie auf..
- Die Lageenergie zu Beginn betrug circa 4,7 Joule..
- Die maximale Bewegungsenergie beträgt circa 4,7 Joule..
Aufgabe:
Ziehe die Energieformen in die passende Lücken.
Kim springt auf einem Trampolin. Wenn sie am höchsten Punkt ist, tritt nur potentielle Energie auf, genauer gesagt
, welche hier maximal ist. Beim Fallen wird diese umgewandelt in kinetische Energie, also
. Sobald Kim landet, gibt sie Energie an das Trampolin ab, welches sie nach unten ausdehnt und spannt. Es kommt zur Energieumwandlung in
. Wenn sie wieder in die Luft geschleudert wird und den höchsten Punkt erreicht, wurde die gesamte Energie wieder in
umgeformt.
Bewegungsenergie
Spannenergie
Lageenergie
Lageenergie
Aufgabe:
Ein Ball wird über dem Boden gehalten und anschließend losgelassen. Zu Beginn hat er eine Lageenenergie von 3 Joule. Seine Masse beträgt 300 g.
Bestimme die maximale Geschwindigkeit des Balls und fülle die Lücke mit der korrekten Zahl aus.
Der Ball erreicht eine maximale Fallgeschwindigkeit von ms.
Aufgabe:
Ein Pendel wird ausgelenkt und losgelassen, sodass es gleichmäßig schwingt. Die maximale Bewegungsenergie beträgt 5,67 Joule.
Leo ist der Meinung, dass die Kugel 630 g schwer sein muss, wenn die maximale Geschwindigkeit 3ms beträgt.
Beurteile, ob Leo recht hat.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Bei einem Prozess wird Bewegungsenergie in Spannenergie umgewandelt. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 4ms. Der Gegenstand hat eine Masse von 1,1kg, die Feder besitzt eine Federkonstante von 2Nm.
Bestimme die Auslenkung der Feder und klicke die korrekte Zahl an.
- ca. 3m.
- ca. 2,2m.
- ca. 5,5m.
- ca. 1,6m.
Aufgabe:
Ein Trampolin wird um 30 cm ausgelenkt. Die zugehörige Federkonstante und der Ortsfaktor sind bekannt. Mithilfe des Energieerhaltungssatzes kann mit diesen Angaben berechnet werden, wie hoch eine 60 kg schwere Person geschleudert wird.
Beurteile, ob diese Aussage stimmt.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Marc schießt einen Pfeil mithilfe eines Bogens ab. Der Pfeil erreicht eine maximale Geschwindigkeit von 22ms. Der Bogen besitzt eine Federkonstante von 4Nm. Der Pfeil wiegt 120g.
Ordne die Begriffe den passenden Lücken zu, um die Schritte zur Lösung dieser Aufgabe zu beschreiben.
Um die Auslenkung des Bogens zu berechnen, muss die
des Bogens bestimmt werden. Diese entspricht der
des Pfeils. Da die maximale
und die
des Pfeils bekannt sind, kann diese berechnet werden. Dafür wird die Formel
verwendet. Anschließend werden die Energien aufgrund des Energieerhaltungssatzes gleichgesetzt. Die Formel
wird schließlich nach der
umgeformt.
Spannenergie
Bewegungsenergie
Masse
E=12⋅D⋅s2
Geschwindigkeit
E=12⋅m⋅v2
Auslenkung
Aufgabe:
Leonie soll die Aufgabe zur Energieerhaltung beim Bogenschießen lösen. Dafür verwendet sie die in der vorherigen Aufgabe genannten Werte: v=22ms,D=4Nm und m=120g.
Die Bewegungsenergie berechnet sie folgendermaßen:
Ekin=12⋅m⋅v2=12⋅120g⋅(22ms)2=29.040J
Die Auslenkung ergibt sich anschließend aus der Spannenergie:
ESpann=12⋅D⋅s2⇔s=√2⋅ESpannD=√2⋅EkinD=√2⋅29.040J4Nm≈120,5m
Klicke die korrekten Aussagen über Leonies Lösung an.
- Sie hat die Einheiten nicht korrekt umgerechnet..
- Sie hat keinen Fehler gemacht..
- Sie hat die Formel für die Auslenkung falsch umgestellt..
Aufgabe:
Eine Kugel fällt von oben auf eine unten liegende Feder, welche dadurch gespannt wird. Die Kugel wird daraufhin von dieser wieder in die Luft zurückgeschossen. Wenn die Luftreibung vernachlässigt wird, dann fliegt die Kugel nun genauso hoch wie vorher.
Entscheide, ob die Aussage stimmt.
Wahr
Falsch
Aufgabe:
Luisa soll die maximale Geschwindigkeit einer Kugel bestimmen. Diese wird von einer gespannten Feder angestoßen, welche anschließend losgelassen wird. Folgenden Größen sind gegeben: D=3,5kgs2, s=2,3m, m=1800g
Markiere die Zeilen, in denen Luisa einen Fehler gemacht hat.
ESpann=12⋅D⋅s2
⇔ESpann=12⋅3,5kgs2⋅(2,3m)2
⇔ESpann=9,2575N
Ekin=12⋅m⋅v2
⇔v=2⋅Ekinm
⇔v=2⋅9,2575J1800g
⇔v=2⋅9,2575J0,18kg
⇔v≈102,86ms
Correct!
Incorrect!
Missed!
Aufgabe:
Tobias steht im Schwimmbad auf dem 15-m-Sprungbrett und möchte ins Wasser springen.
Fülle die Lücke mit der korrekten Zahl aus. Runde das Ergebnis auf die zweite Nachkommastelle. Nimm einen Ortsfaktor von 9,81ms2 an.
Fülle die Lücke mit der korrekten Zahl aus. Runde das Ergebnis auf die zweite Nachkommastelle. Nimm einen Ortsfaktor von 9,81ms2 an.
Beim Eintauchen ins Wasser hat er eine maximale Geschwindigkeit von ms.