|
Energieerhaltung |
| Antonio:
Siehst Du die Schaukel dort drüben? Das ist ein sehr gutes Beispiel für die
Energieerhaltung. Kannst Du die beiden Energiearten -
kinetische und potentielle Energie
- dabei erkennen? Mario:
Die kinetische Energie steckt in der Bewegung der Schaukel. Aber wo ist die
potentielle Energie?
Antonio:
Wenn die Schaukel zur Ruhe kommt, ist sie an ihrem tiefsten Punkt angekommen, da
ist ihre potentielle Energie am kleinsten. Wenn Sie aber ausgelenkt wird, dann
ändert sich ihre Lage. Die Schaukel ist, bezogen auf die Ruhestellung, höher
oben, sie erhält somit eine potentielle Energie. Beobachte
einmal genau, wie sich bei der Bewegung die Geschwindigkeit ändert. |
 |
|
Mario:
Wenn die Schaukel ganz weit ausgelenkt ist, dann ist ihre Geschwindigkeit ganz
klein, wenn sie aber durch die Ruhelage schwingt, ist ihre Geschwindigkeit viel
größer.
|
| Antonio:
Ganz richtig! Dort, wo die potentiellen Energie praktisch Null ist, hat sie die
größte Geschwindigkeit, also auch die größte kinetische Energie, und umgekehrt.
In den Umkehrpunkten der Bewegung ist die potentielle Energie am größten, dafür
wird die kinetische Energie dort Null. Es scheint, als bliebe die Schaukel dort
stehen. |
| Mario:
Dort steht ein Ringelspiel. Ich möchte damit noch einige Runden drehen Antonio:
Gut, aber beobachte einmal, welche Kräfte Du bei der
Bewegung spürst!
Mario fährt
einige Runden mit dem Ringelspiel und kehrt dann zu Antonio zurück.
Mario:
Ringelspiel fahren ist besonders lustig. Man hat immer das Gefühl, man wird von
einer unsichtbaren Kraft nach außen getrieben! |
 |
| Antonio:
Das
ist recht gut beobachtet. Beim Ringelspiel bewegen wir uns auf einer Kreisbahn. Das geht natürlich nur, wenn von der Mitte, also vom Zentrum her eine Kraft
wirkt. Wir selbst spüren dabei allerdings nicht diese Zentralkraft (auch
Zentripetalkraft
genannt), sondern die Kraft, die dieser das Gleichgewicht hält, nämlich die
Fliehkraft oder
Zentrifugalkraft. Diese
beiden Kräfte sind gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Die Tatsache,
dass Kräfte eigentlich immer paarweise auftreten, bezeichnet man in der Physik
auch als das
Wechselwirkungsgesetz. |
| Mario:
Aber warum spüren wir nur die Fliehkraft und nicht die Zentralkraft? Antonio:
In Wirklichkeit merken wir ja beide Kräfte. Hätten wir nur die
Zentripetalkraft, so müssten wir doch alle sofort in der Mitte der Kreisbahn
landen. Und gäbe es nur die Fliehkraft, dann würden wir einfach davon fliegen.
Mario:
Aber die einzelnen Schaukeln sind doch befestigt, da kann ja ohnedies nichts
passieren! |
 |
| Antonio:
Lass Dich da nur ja nicht täuschen. Wenn die wirkenden Kräfte beim Bau des
Ringelspiels nicht richtig berechnet wurden, dann könnte es gefährlich werden.
Aber genug nun davon! Ich habe Hunger - lass uns nach Hause fahren! |