Skript - Frank Reinhold

4 Energie- und Impulserhaltung
Erfahrungstatsache:
In einem abgeschlossenen System bleibt die Energie erhalten.
Formen der Energie:
Gravitationsenergie, kinetische Energie, Wräme, elastische Energie, chemische Energie, Strahlungsenergie,
Kernenergie, Massenenergie, elektrische Energie.
Abgeschlossenes System:
Energie kann zugeführt werden, indem Arbeit am System verrichtet wird, oder abgeführt, wenn das
System Arbeit verrichtet.
4.1 Arbeit und kinetische Energie
Einfaches Beispiel: Ein Körper wird mit konstanter Kraft beschleunigt (keine Reibung).
Abbildung 4.1: Arbeit und kinetische Energie
Arbeit = Kraft in Bewegungsrichtung × Verschiebung
W = F x · ∆x = | ⃗ F | · ∆x · cos ϕ = ⃗ F · δ⃗x (4.1)
kg · m2
[W ] = N · m =
s 2 = J (4.2)
konstante Kraft ⇒ konstante Beschleunigung (m = const.).
2. Newtonsches Axiom
F x = m · a x (4.3)
Mittlere Geschwindigkeit
v = a x t + v 0 ⇒ t = v − v 0
a x
(4.4)
〈v〉 = 1 2 (v + v 0) (4.5)
∆x = 〈v〉t (4.6)
⇒ ∆x = 1 2 (v + v 0) · v − v 0
= 1 v 2 − v0
2 (4.7)
a x 2 a x
∆x · a x = 1 2 (v2 − v 2 0) (4.8)
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