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Energetik: Arbeit, Energie und Leistung; Energieerhaltung

 

Arbeit (Formelzeichen W von englisch work) ist in der Physik die Energie, die auf mechanischem Wege auf einen Körper übertragen wird. Man sagt: „An dem Körper wird Arbeit verrichtet“ oder „Arbeit geleistet“. Das geschieht, indem eine Kraft längs eines Weges auf ihn einwirkt. Die geleistete Arbeit berechnet sich in diesem einfachsten Fall als Produkt aus der in Wegrichtung wirkenden Kraft mit der Wegstrecke. Bei nicht geradlinigen Wegen und nicht konstanten Kräften ist die Arbeit das Kurvenintegral über das Skalarprodukt aus Kraft und Weg.

 

Energie (altgr. Ἐν en „innen“ und ἔργον ergon „Wirken“) ist eine fundamentale physikalische Größe, die in allen Teilgebieten der Physik sowie in der Technik, Chemie, Biologie und der Wirtschaft eine zentrale Rolle spielt. Ihre SI-Einheit ist Joule. Energie ist die Größe, die aufgrund der Zeitinvarianz der Naturgesetze erhalten bleibt, das heißt, die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems kann weder vermehrt noch vermindert werden (Energieerhaltungssatz). Viele einführende Texte definieren Energie in anschaulicher, allerdings nicht allgemeingültiger Form als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.

 

Die Leistung als physikalische Grösse bezeichnet die in einer Zeitspanne umgesetzte Energie bezogen auf diese Zeitspanne. Ihr Formelzeichen ist das P (von englisch power), ihre SI-Einheit das Watt mit dem Einheitenzeichen W.

Aufgabe 1

Berechnen Sie die Energie

  • a) eines Kleinbusses von 2,0 t Masse bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h

  • b) von 1,0 m³ Wasser in einer Höhe von 200 m (Walchenseekraftwerk)

  • c) von 4000 m³ Wasser im Rhein, wenn die Fließgeschwindigkeit 1,0 m/s beträgt!

Welche Art von Energie liegt jeweils vor?

sung:

a) 193 kJ b) 2 MJ c) 2.6 MJ

A recent study found the average golfer walks about 900 miles a year.

Another study found golfers drink, on average, 22 gallons of alcohol a year. That means the average golfer gets about 41 miles to the gallon.

That kind of makes you proud, doesn’t it? Almost makes you feel like a hybrid.

Beispiel für Reibungsarbeit:

A man came home after golf one Sunday afternoon, fell asleep on the couch, and didn’t wake up until about 9 p.m. His wife asked why he was so tired.

“Well, you remember George, my golfing buddy? He died today on the fourth green,” the man said.

“That’s terrible, it must have been awful,” she responded.

“It sure was,” the man said. “For the next 14 holes, it was drive, drag George, chip, drag George, putt, drag George…”