Physik Energieumwandlung Standuhr?
Hallo Leute, ich sitze gerade vor einer Hausaufgabe in Physik und bin ziemlich verwirrt, sie lautet: Beschreibe die Energieumwandlung in einer Wanduhr mit Gewichten. ich weiß zwar ungefähr was eine Wanduhr ist und habe das Thema verstanden, weiß aber nicht genau wie sone Uhr funktioniert und dementsprechend auch nicht welche Umwandlungen stattfinden, kann mit bitte jemand helfen?
4 Antworten
Eine Standuhr funktioniert genauso wie eine Wanduhr mit Gewichten. Der Unterschied zur Wanduhr ist, dass der Kasten mit Uhrwerk auf dem Boden steht und i.d.R. Pendel und Gewichte im Kasten untergebracht sind (zum Aufziehen = Hochziehen der Gewichte öffnet man eine Tür).
Die Gewichte hängen an Ketten welche über ein Rad laufen und treiben dieses an (die gewichte senken sich allmählich - 1x aufziehen genügt für 1 Woche oder länger). Das Rad treibt ein Pendel an, die Pendelgeschwindigkeit bestimmt die Zeigergeschwindigkeit der Uhr (z.B. 1 Pendelschwingung von links nach rechts und zurück = 1 Sekunde).
Die Ausgangsenergie (Lageenergie der Gewichtsstücke) haben einige schon beschrieben.
Erzeugt wird im Ergebnis natürlich nicht kinetische Energie (die ist minimal und vor allem, die ändert sich überhaupt nicht im Lauf der Zeit, die Zeiger rotieren ja nicht immer schneller.
Im Pendel gibt es eine permanente Umwandlung Lage- zu kinetischer Energie. In der Unruh (Wanduhren gibt es mit Pendel und mit Unruh) ähnlich Spann- zu kinetischer Energie.
Die Verluste durch Reibung in den Lagern und Luftreibung an Pendel/Unruh führen zu Wärmeenergie, die durch Zufuhr von außen (Gewichte hochziehen oder Feder aufziehen) ausgeglichen werden muss.
Die Gewichte gehen ja langsam nach unten. Also ist die Quelle wohl potentielle Energie (Lage-Energie).
Wie die Uhr funktioniert, musst du nicht genau wissen, am Schluss drehen einfach die Zeiger. Vorher noch ein paar Zahnräder im Innern.
Also würde ich sagen: Potentielle Energie wird in Rotatsionsenergie verwandelt. Und noch in das Tick-Tack-Geräusch und in Reibungswärme des Uhrwerks.
Grundsätzlich sollen sich bei der Uhr ja Zeiger bewegen. Letztlich wird als kinetische Energie an den Zeigern benötigt, dazu noch etwas Umwandlung in Wärme, durch die Reibung im Uhrwerk.
Die entsprechende Energie muss irgendwo herkommen (Energieerhaltung). Bei modernen Uhren oft aus einer Batterie aber im vorliegenden Fall, mit den Gewichten, bewegen sich diese langsam nach unten. Sie verringern damit ihre potenzielle bzw. Lageenergie der Form: E = mgh, mit der Höhe h. Über besagtes Uhrwerk erreicht die Energie die Zeiger.
Die Uhr wird dann gewissermaßen aufgezogen, indem man die Gewichte wieder nach oben zieht.