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Es gibt zwei Formen von Energie: potentielle und kinetische Energie. Potentielle Energie ist die Energie, die ein Objekt im Verhältnis zu Position eines anderen Objekts hat. [1] X Forschungsquelle Wenn du z.B. auf dem Gipfel eines Hügels stehst, hast du mehr potentielle Energie, als wenn du am Fuße des Hügels stehst. Kinetische Energie ist die Energie, die ein Objekt hat, wenn es in Bewegung ist. [2] X Forschungsquelle Kinetische Energie kann aus Vibration, Rotation oder Translation (eine Bewegung von einem Ort zu einem anderen) entstehen. [3] X Forschungsquelle Die kinetische Energie eines Objekts kann leicht mit einer Gleichung bestimmt werden, die die Masse und die Geschwindigkeit des Objekts beinhaltet.
Vorgehensweise
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Kenne die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie. Die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie (KE) lautet: KE = 0.5 x mv 2 . Dabei steht m für die Masse, also eine Maßzahl für die Menge an Materie in einem Objekt, und v für die Geschwindigkeit des Objekts, oder auch die Rate, in der das Objekt seine Position verändert. [4] X Forschungsquelle
- Deine Antwort sollte immer in Joule (J) erfolgen, der Standardeinheit für kinetische Energie. Ein Joule entspricht 1 kg * m 2 /s 2 .
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Bestimme die Masse des Objekts. Wenn du eine Aufgabe lösen musst, in der die Masse des Objekts nicht gegeben ist, musst du diese selbst bestimmen. Lege dazu das Objekt auf eine Waage und bestimme die Masse in Kilogramm (kg).
- Tariere die Waage vorher aus. Bevor du dein Objekt wiegst, musst du die Waage auf Null setzen. Die Nullung einer Waage nennt man auch Austarieren. [5] X Forschungsquelle
- Lege dein Objekt auf die Waage. Lege das Objekt vorsichtig auf die Waage und nimm sein Gewicht in Kilogramm auf.
- Falls notwendig, rechne Gramm in Kilogramm um. Für die weiteren Berechnungen muss die Masse in Kilogramm angegeben werden.
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Berechne die Geschwindigkeit des Objekts. Oft ist die Geschwindigkeit des Objekts in der Aufgabenstellung gegeben. Sollte das nicht der Fall sein, kannst du die Geschwindigkeit über die Entfernung berechnen, die das Objekt zurücklegt, und die Zeit, die es dafür benötigt. [6] X Forschungsquelle Die Einheit für die Geschwindigkeit ist Meter pro Sekunde (m/s).
- Geschwindigkeit ist definiert durch die Gleichung „Weg (Entfernung) über Zeit“: V = d/t . Physikalisch gesehen ist die Geschwindigkeit zudem ein Vektor, hat also einen Wert und eine Richtung.
- Die Geschwindigkeit eines Objekts kann z.B. 80 m/s oder -80 m/s lauten, je nachdem, in welche Richtung sich das Objekt bewegt.
- Um die Geschwindigkeit zu berechnen, teile einfach die Entfernung, die das Objekt zurückgelegt hat, durch die Zeit, die es für das Zurücklegen dieser Entfernung gebraucht hat.
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Schreibe die Gleichung auf. Die Formel zur Berechnung von kinetischer Energie (KE) lautet: KE = 0.5 x mv 2 . Dabei steht m für die Masse, also eine Maßzahl für die Menge an Materie in einem Objekt, und v für die Geschwindigkeit des Objekts, oder auch die Rate, in der das Objekt seine Position verändert. [7] X Forschungsquelle
- Deine Antwort sollte immer in Joule (J) erfolgen, der Standardeinheit für kinetische Energie. Ein Joule entspricht 1 kg * m 2 /s 2 .
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Setze die Masse und die Geschwindigkeit in die Gleichung ein. Wenn du die Masse oder die Geschwindigkeit des Objekts nicht kennst, musst du sie berechnen. Nehmen wir aber an, du kennst beide Werte und arbeitest an der Lösung zu folgendem Problem: „Bestimme die kinetische Energie einer 55 kg schweren Frau, die mit einer Geschwindigkeit von 3,87 m/s läuft.“ Da du sowohl die Masse als auch die Geschwindigkeit der Frau gegeben hast, kannst du die Werte in deine Gleichung einsetzen: [8] X Forschungsquelle
- KE = 0,5 x mv 2
- KE = 0,5 x 55 x (3,87) 2
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Löse die Gleichung. Sobald du die Masse und die Geschwindigkeit eingesetzt hast, kannst du nach der KE auflösen. Quadriere die Geschwindigkeit und multipliziere anschließend alle Variablen zusammen. Vergiss nicht, deine Antwort in Joule (J) anzugeben. [9] X Forschungsquelle
- KE = 0,5 x 55 x (3,87) 2
- KE = 0,5 x 55 x 14,97
- KE = 411,675 J
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Teil 3
Teil 3 von 3:
Die kinetische Energie verwenden, um die Geschwindigkeit oder die Masse zu berechnen
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Schreibe die Gleichung auf. Die Formel zur Berechnung von kinetischer Energie (KE) lautet: KE = 0.5 x mv 2 . Dabei steht m für die Masse, also eine Maßzahl für die Menge an Materie in einem Objekt, und v für die Geschwindigkeit des Objekts, oder auch die Rate, in der das Objekt seine Position verändert. [10] X Forschungsquelle
- Deine Antwort sollte immer in Joule (J) erfolgen, der Standardeinheit für kinetische Energie. Ein Joule entspricht 1 kg * m 2 /s 2 .
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Setze die gegebenen Variablen ein. In manchen Aufgaben kennst du vielleicht die kinetische Energie und die Masse oder die kinetische Energie und die Geschwindigkeit. Zur Lösung dieser Aufgaben setzen wir im ersten Schritt alle bekannten Variablen in die Gleichung ein.
- Beispiel 1: „Wie hoch ist die Geschwindigkeit eines 30 kg schweren Objekts, das eine kinetische Energie von 500 J besitzt?“
- KE = 0,5 x mv 2
- 500 J = 0,5 x 30 x v 2
- Beispiel 2: „Wie groß ist die Masse eines Objekts, das eine kinetische Energie von 100 J besitzt und sich mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s fortbewegt?“
- KE = 0,5 x mv 2
- 100 J = 0,5 x m x 5 2
- Beispiel 1: „Wie hoch ist die Geschwindigkeit eines 30 kg schweren Objekts, das eine kinetische Energie von 500 J besitzt?“
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Stelle die Gleichung um, um nach der unbekannten Variable aufzulösen. Mit einfacher Algebra kannst du die Gleichung nach der unbekannten Variable auflösen, sie also alleine auf eine Seite der Gleichung bringen.
- Beispiel 1: „Wie hoch ist die Geschwindigkeit eines 30 kg schweren Objekts, das eine kinetische Energie von 500 J besitzt?“
- KE = 0,5 x mv 2
- 500 J = 0,5 x 30 x v 2
- Multipliziere die Masse mit 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Dividiere die kinetische Energie durch das Produkt: 500/15 = 33,33
- Ziehe die Quadratwurzel, um die Geschwindigkeit zu erhalten: 5,77 m/s
- Beispiel 2: „Wie groß ist die Masse eines Objekts, das eine kinetische Energie von 100 J besitzt und sich mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s fortbewegt?“
- KE = 0,5 x mv 2
- 100 J = 0,5 x m x 5 2
- Quadriere die Geschwindigkeit: 5 2 = 25
- Multipliziere mit 0,5: 0.5 x 25 = 12.5
- Dividiere die kinetische Energie durch das Produkt, um die Masse zu erhalten: 100/12.5 = 8 kg
Werbeanzeige - Beispiel 1: „Wie hoch ist die Geschwindigkeit eines 30 kg schweren Objekts, das eine kinetische Energie von 500 J besitzt?“
Referenzen
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/Lesson-1/Kinetic-Energy
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.harpercollege.edu/tm-ps/chm/100/dgodambe/thedisk/labtech/mass.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-1/Speed-and-Velocity
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
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