Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

80
Minos
Beispiel
Aufgabe
Grundlagen
Arbeit muss auch verrichtet werden, wenn ein Körper beschleunigt werden
soll. Nach der Beschleunigung ist diese Arbeit als kinetische Energie
in dem Körper gespeichert. Der Betrag der kinetischen Energie ist
dabei genauso groß wie die Arbeit, die zum Beschleunigen aufgewendet
wurde.
Die kinetische Energie wird auch als Bewegungsenergie bezeichnet. Sie
berechnet sich wie folgt:
E kin = 1/2 · m · v 2
Wie bei der Beschleunigungsarbeit geht die Geschwindigkeit mit ihrem
Quadrat in die Berechnung ein. Das bedeutet, dass bei einer Verdopplung
der Geschwindigkeit die vierfache Energiemenge gespeichert ist.
Die Größe der Beschleunigung geht dabei nicht in die Berechnung mit
ein.
Ein Auto mit einer Masse von 1500 kg fährt mit einer Geschwindigkeit
von 90 km/h. Wie groß ist die kinetische Energie des Autos? Wie hoch
ist die kinetische Energie bei einer Geschwindigkeit von 180 km/h?
E kin = 1/2 · m · v 2
E kin = 1/2 · 1500 kg · 25 2 m 2 /s 2
E kin = 468,75 kJ
Und bei der zweiten Geschwindigkeit:
E kin = 1/2 · 1500 kg · 50 2 m 2 /s 2
E kin = 1875 kJ
Bei einer Geschwindigkeit von 90 km/h beträgt die kinetische Energie
468,75 kJ, bei 180 km/h bereits 1875 kJ.
Kinetische Energie tritt außer bei geradlinigen Bewegungen auch bei
Drehbewegungen auf.
Neben der in der Mechanik wichtigen potentiellen und kinetischen Energie
gibt es eine Reihe weiterer Energieformen. Thermische Energie ist
die ungeordnete Bewegung der einzelnen Atome oder Moleküle eines
Stoffes. Chemische Energie ist in den Bindungen von Atomen und Molekülen
enthalten.
Elektrische und magnetische Energie ist in den entsprechenden Feldern
enthalten. Diese Energieformen sollen hier jedoch nicht weiter betrachtet
werden.
Lösen Sie die Aufgabe 43 im Übungsbuch!