Arbeit, Energie. Inhalt Begriffe: Arbeit, Energie Physikalische Vorgänge mit Bezug zu Energie Der...

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Arbeit, Energie
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  • Inhalt Begriffe: Arbeit, Energie Physikalische Vorgnge mit Bezug zu Energie Der Energie-Erhaltungssatz Energie Austausch zwischen Systemen Energie im konservativen elektrischen und im Gravitationsfeld Energie im Wirbelfeld
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  • Arbeit und Energie Die Energie eines Systems ist ein Ma fr die an ihm zu- bzw. abgefhrten Arbeit quivalente Begriffe des tglichen Lebens: Energie verhlt sich zu Arbeit wie Kontostand zu Kontobewegungen Beachte: Stabile Whrung, Kontostand immer > 0
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  • Arbeit, Energie gibt es in Verbindung mit Kraft, Weg, Geschwindigkeit Transport elektrischer Ladung Feldstrken, d. h. zum Feld-Aufbau Elektromagnetischen Wellen Wrme Massen
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  • Der Energieerhaltungssatz Die Gesamtenergie bleibt konstant, Energie kann aber ausgetauscht und umgewandelt werden Systeme, in denen dieser Satz gilt, nennt man abgeschlossen
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  • Arbeit ist Kraft mal Weg SI-Einheit: 1 Nm=1 J (1 Joule) Wichtigste Formel der Physik
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  • Arbeit ist Austausch von Energie Joule 1 System 1 Joule 1 System 2 Dem System wird Arbeit zugefhrt: Vorzeichen: Plus Vom System wird Arbeit abgefhrt: Vorzeichen: Minus
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  • Arbeit und Energie in Beziehung zu Kraft und Weg
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  • Definition der Arbeit FormelSI EinheitAnmerkung 1 Nm=1 J 1 Joule Konstante Kraft in einem Intervall 1 J Die Kraft sei Funktion des Weges 1 NKraftvektor 1 m Vektor eines Weg- Intervalls
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  • Beispiel (1): Arbeit im Gravitationsfeld Joule 1
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  • Beispiel (2): Arbeit im elektrischen Feld
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  • Arbeit bei unterschiedlicher Richtung von Kraft und Weg
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  • Beispiel (3): Arbeit im Gravitationsfeld Joule 1
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  • 1 JArbeit 1 NKraft 1 mWeg 1 rad Winkel zwischen beiden Vektoren Skalarprodukt zweier Vektoren am Beispiel der Arbeit
  • Folie 15
  • Skalarprodukt zweier Vektoren Das Ergebnis ist eine Zahl, ein Skalar Produkt aus dem Betrag des ersten Vektors und dem Betrag der Projektion des zweiten auf den ersten oder: Produkt der Betrge beider Vektoren und dem Cosinus des Winkels zwischen ihnen
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  • Arbeit bei Geschlossenen Wegen
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  • Das gesamte System bestehe aus zwei Teil-Systemen: 1.Kondensator mit positiver Ladung 2.Gewicht im Gravitationsfeld
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  • Arbeit im elektrischen Feld bei geschlossenem Weg 1 Joule
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  • Keine Arbeit auf geschlossenen Wegen in konservativen Feldern Auf dem Weg von + nach wird aus dem System (1) Energie abgefhrt und dem System (2) zugefhrt, z.B. zum Heben des Gewichts Zur Rckfhrung von - nach + wird die Energie aus System (2) dem System (1) wieder zugefhrt In Summe wurde keine Arbeit geleistet
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  • Konservatives Feld 1 Joule Formale Schreibweise
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  • Konservatives Feld Formale Schreibweise
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  • Beispiele zur Arbeit in elektrischen Feldern 1.Bewegung einer Ladung in einem konservativen elektrischen Feld 2. Bewegung einer Ladung in einem elektrischen Wirbel-Feld
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  • Arbeit bei geschlossenem Weg Felder mit dieser Eigenschaft bezeichnet man als konservativ
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  • Nicht konservativ: Das elektrische Wirbelfeld Elektrische Feldstrke Geschlossener Weg
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  • Das Wirbelfeld entsteht um ein zeitlich vernderliches magnetisches Feld Magnetische Feldstrke Elektrische Feldstrke
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  • Perpetuum Mobile im Wirbelfeld? Ein elektrisches Wirbelfeld entsteht um ein zeitlich vernderliches magnetisches Feld Die Energie wird von auen zum Feldaufbau zugefhrt
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  • Potential, Spannung In konservativen Feldern kann man jedem Punkt ein Potential zuordnen: Quotient aus der Arbeit, die aufzubringen ist, um mit einem geeigneten Probekrper den Punkt zu erreichen, und der Ladung des Probekrpers Eine Potentialdifferenz zwischen zwei unterschiedlichen Orten in einem elektrischen Feld nennt man elektrische Spannung