Frage von BlauesKrokodil, 62

Bei kinetischer Energie erst in m/s umwandeln?

Hallo, wenn ich bei einer Aufgabe die kinetische Energie ausrechnen muss, also 1/2.m.v2 (Sprich: einhalb mal m mal v Quadrat), muss ich dann das v Quadrat wenn ich es in km/h gegeben habe, erst in m/s umwandeln? Danke!

Antwort
von fjf100, 10

Du kannst dir privat ein Physik-Formelbuch in jeden Buchladen besorgen.

Hinter den Formeln stehen die Einheiten,die du in die Formel eintragen musst.

Es ist klar,dass wenn man  falschen Einheiten einsetzt,auch ein falsches Ergebnis die Folge ist.

Beispiel : Ekin =m/2 *v^2

Einheitenkontrolle Kg * m/s * m/s hier ist Kg *m/s^2=N (Newton) also steht da   N * m= J (Joule)

Dies sind Vereinbahrungen !! Kg *m/s^2 dies ist die Masse m in Kg mal die Beschleunigung a (m/s^2) Zu Ehren des Herrn Newton fast man dies zusammen zu 1 Kg * m/s^2=1 N

In den physikalischen Formeln werden halt SI -Einheiten verwendet.

SI ist das international genormte Einheitensystem

Antwort
von JTKirk2000, 22

Nehmen wir mal ein recht einfaches Beispiel für diese Formel.

Beim ersten Versuch rechne ich komplett erst in km/h und rechne es erst danach in m/s um, damit die Einheit J dabei herauskommen kann. Der Einfachheit halber rechne ich mit m = 1 kg und v = 3,6 km/h = 1 m/s.

E = 0,5 * 1 kg * (3,6 km/h)²
E = 0,5 * 1 kg * 12,96 km²/h²
Nun muss ich die Formel auf m/s umrechnen
E = 0,5 * 1 kg * 12,96 km²/h² / 12,96 km²*s²/(m²*h²)
E = 0,5 * 1 kg * 1 m²/s² = 0,5 J

Würde ich gleich in m/s rechnen, könnte ich den Betrag der Geschwindigkeit gleich bei den gegebenen Werten umwandeln, wodurch v = 1 m/s beträgt. Daraus ergibt sich folgendes:

E = 0,5 * 1 kg * (1 m/s)²
E = 0,5 * 1 kg * 1 m²/s² = 0,5 J

Du siehst also, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, mit Metern je Sekunde zu rechnen, doch um auf Joule zu kommen, musst Du schlussendlich in Metern pro Sekunde umrechnen. Wenn Du es vorher machst, ist es übersichtlicher und vermutlich auch wesentlich einfacher. 

Die Wahl liegt dennoch bei Dir, ob Du den einfacheren Weg wählen möchtest, oder den unübersichtlicheren. Fakt ist aber, dass Joule in kg * m²/s² definiert ist, also kommst Du schlussendlich da nicht drum herum. Ähnlich verhält es sich übrigens mit der Kraft, denn Newton ist als kg * m/s² definiert.

Da der zweite Weg wesentlich übersichtlicher ist, fällt es bei diesem auch leichter, den eventuellen Schusslichkeitsfehler zu vermeiden, für die Umrechnung in Joule zuvor in m²/s² zu rechnen, da dies bereits am Anfang der Berechnung bei der Festlegung der gegebenen Werte geschieht. Besonders wenn man in Physik nicht gerade sicher ist oder lieber ohne Einheiten in den Berechnungen arbeitet, ist dies von unübersehbarem Vorteil. 

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 15

Nein, musst du nicht.

Du musst dann allerdings darauf achten, dass du nicht überall SI-Einheiten hast und insbesondere bei Vergleichen und Summen/Differenzen auf gleiche Einheiten umrechnen.

Antwort
von Streamer, 15

Ja, auf jeden Fall alles immer in Basiseinheiten umrechnen, also Meter, Sekunde, Kilogramm, Newton etc. 

Antwort
von LifeIsVeryShort, 21

Ja, das musst du. Du musst die km/h durch 3,6 teilen. Dann bekommst du die m/s

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