Wann benutzt man Ekin und Epot?
Hey ich schreibe bald eine Physik Klausur und es wird hauptsächlich um das Thema Energieerhaltungssatz gehen. Leider verstehe ich aber nicht ganz wann man Ekin und wann Epot einsetzen muss... Würde mich über Hilfe sehr freuen:)
3 Antworten
E_{pot} ist die "mögliche Energie" in dem Sinne, dass sie sozusagen auf der Lauer liegt, Arbeit zu verrichten.
Sie tritt überwiegend im Zusammenhang mit konservativen Kräften/Kraftfeldern auf und ist nur auf eine additive Konstante bestimmt, d.h. Physikalisch kommt es nicht auf einen Absolutwert E_{pot} an, sondern nur auf die Differenz ΔE_{pot} zwischen zwei Orten.
Es muss das Kraftfeld auch kein Schwerefeld sein, neben dem Gravitationspotential gibt es z. B. das elektrische Potential, dessen Differenz üblicherweise als Spannung bezeichnet wird.
Natürlich treten potentielle und kinetische Energie gemeinsam auf. Fast immer. Manchmal ist eine davon (die kinetische) gleich 0 oder kann man die andere (die potentielle) gleich 0 setzen.
Au, das nervt ab, wenn die Tags nicht richtig gesetzt sind. Hinter »konservative Kraftfelder« sollte es eigentlich normal weitergehen.
Ich habe einen tag falsch gesetzt und nicht rechtzeitig gemerkt, weil ich mit App benutzt habe. Deshalb schreibe ich's noch mal mit richtigen tags und ergänze das Ganze etwas:
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Sie tritt überwiegend im Zusammenhang mit konservativen Kräften/Kraftfeldern auf und ist nur auf eine additive Konstante bestimmt, d.h. physikalisch kommt es nicht auf einen Absolutwert E_{pot} an, sondern nur auf die Differenz ΔE_{pot} zwischen zwei Orten.
Es muss das Kraftfeld auch kein Schwerefeld sein, neben dem Gravitationspotential gibt es z.B. das elektrische Potential, dessen Differenz üblicherweise als Spannung bezeichnet wird.
Natürlich treten potentielle und kinetische Energie gemeinsam auf. Fast immer. Manchmal ist eine davon (die kinetische) gleich 0 oder kann man die andere (die potentielle) gleich 0 setzen.
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Natürlich hängt E_{kin} vom Bezugssystem ab: Wenn ich in einem Zug sitze, der mit 108km/h = 30m/s fährt, habe ich relativ zum Zug die kinetische Energie 0J, in Bezug auf ein erdfestes System hingegen 90kg·450(m/s)²=40,5kJ. Es ist aber immer E_{kin} ≥ 0.
Bei E_{pot} ist das anders. Nur bis auf eine additive Konstante bestimmt, hat sie einen willkürlich setzbaren Nullpunkt. Im Fall der Gravitation und der elektromagnetischen Wechselwirkung ist es plausibel, den Nullpunkt ins Unendliche zu setzen, damit dem Raum fern von jeder Masse oder Ladung (z.B. einem Void) nicht irgendein willkürliches Potential, z.B. +G·M_{Erde}/R_{Erde} zugeordnet ist, von dem keiner im Void wüsste, wo das herkommen soll. Es ist ein bisschen so, als sollten wir alle für Ortsangaben aller Art Dr. Sheldon Coopers Sesselplatz in Pasadena/Kalifornien und dessen Quer- Längs- und Höhenachse verwenden.
Anziehende Kräfte erzeugen negative Potentiale.
E_kin ist die kinetische Energie oder Bewegungsenergie. (kinein = bewegen; "Kino" ist Kurzform von "Kinemato-skop", ein Apparat, mit dem man bewegte Bilder betrachten kann.
E_pot ist die potentielle Energie oder Lageenergie (hier funktioniert die etymologische Deutung nicht so schön). Das ist die Energie, die man aufwenden muss, um einen schweren Gegenstand anzuheben bzw. die in andere Energieformen umgewandelt wird, wenn man einen schweren Gegenstand nach unten bewegt / sich bewegen lässt.
Welche dieser beiden Energieformen jeweils passt, ergibt sich aus der Aufgabenstellung. Oft hat man auch beide Energieformen gleichzeitig vorliegen.