an die Physiker: Haben 2 Steine (selbe Masse, Umfang und Gewicht) unterschiedlich viel Energie wenn Sie ruhend auf unterschiedlicher Höhe liegen (bsp1 & 10 m)?

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4 Antworten

Hallo,

die potentielle Energie berechnet sich nach m*g*h.

m, die Masse, und g, die Schwerebeschleunigung (an der Erdoberfläche etwa 9,81 m/s²), sind bei beiden Steinen gleich. Unterschiedlich sind die beiden Höhen. Da Höhe 2 den zehnfachen Wert von Höhe 1 hat, ist auch die potentielle Energie von Stein 2 zehnmal so hoch wie die von Stein 1.

Herzliche Grüße,

Willy

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Ronsito 19.04.2016, 10:45

Hallo Willy, danke erstmal. Ist potentielle Energie aber  bereits als energie zu bezeichnen? Die Energie entsteht doch erst, wenn der Stein z.b fällt? Liegt der Stein ruhig da hat er zwar das Potential die Energie zu erzeugen aber da er ruht dürfte doch auch keine Energie vorhanden sein?

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Willy1729 19.04.2016, 10:51
@Ronsito

Auch potentielle Energie ist Energie. Wenn eine Masse fällt, wandelt sich die potentielle Energie während des Falls in kinetische Energie um. Die Summe von potentieller und kinetischer Energie bleibt dabei immer gleich (kleine Differenzen ergeben sich durch abgehende Reibungswärme aufgrund des Luftwiderstandes).

Das bedeutet: Wenn der Stein auf dem Schrank liegt, hat er nur potentielle Energie. Fällt er hinunter, nimmt die potentielle Energie ab, dafür die kinetische im gleichen Maße zu. Beim Aufprall auf den Boden hat sich die potentielle Energie vollständig in kinetische umgewandelt.

Willy

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JutenMorgen 19.04.2016, 10:58
@Ronsito

Ganz einfach erklärt:

Es gibt den Energieerhaltungssatz, welcher im Grunde besagt, dass innerhalb eines Systems keine Energie erzeugt, sondern nur umgewandelt werden kann.

Beim Fall beider Steine hat der höhere logischerweise eine höhere kinetische Energie. Da diese nicht einfach erzeugt werden kann sondern nur aus einer anderen vorherigen Energie (in diesem Fall potentielle) resultieren kann, sagt uns das, dass auch die potenzielle Energie beider Steine unterschiedlich hoch ist. Vorausgesetzt natürlich, dass keiner der Steine durch andere Einflüsse (Wind, Mensch) beschleunigt wurde...

Ich hoffe dir ist jetzt klar geworden, dass potentielle Energie sehr wohl eine Energieform darstellt, falls nicht schau noch mal nach dem Energieerhaltungssatz, dann sollte es klar werden...

Liebe Grüße, JutenMorgen!

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Ronsito 19.04.2016, 11:03
@Willy1729

Hallo Willy,

ich hab hier gerade eine Grundsatzdiskussion mit meinem Kollegen und muss das leider noch weiter hinterfragen :)

Woher nimmt der Stein die Energie? Hat er nicht nur theoretisch mehr Energie weil er höher gelegen ist als der erste Stein? Bsp. Lege ich meinen Finger zwischen Stein und den 1 Meter Schrank tut es genau so weh wie wenn ich meinen Finger zwischen Stein und den 10 Meter Schrank lege. Die schmerzen werden erst unterschiedlich groß wenn ich beide Steine fallen lasse.

ich bedanke mich recht herzlich :)

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Ronsito 19.04.2016, 11:14
@JutenMorgen

Top Erklärung! 

Vielen Dank. Die Mehrenergie ist zwar nicht spürbar beim höheren Stein aber dennoch vorhanden. Ich muss mich leider geschlagen geben :D

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Willy1729 19.04.2016, 11:25
@Ronsito

Siehe dazu den Kommentar von JutenMorgen zum Thema Energieerhaltung.

Du hast es immer mit der gleichen Menge von Energie zu tun, die sich nur immer wieder verwandelt.

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Ronsito 19.04.2016, 11:59
@JutenMorgen

Noch eine letzte Verständnissfrage.

wenn keine Energie erzeugt wird, sondern nur umgewandelt, kommt dann die höhere potentielle Energie beim höher liegenden Stein von dem, der den Stein hochgetragen hat?

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Willy1729 19.04.2016, 12:10
@Ronsito

In gewisser Weise speichert er die Energie, die nötig war, um ihn da hinaufzuschaffen.

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Wenn sie dir nacheinander auf den Kopf fallen, wirst du feststellen, dass der Stein von weiter oben mehr potentielle Energie hatte.

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Ronsito 19.04.2016, 10:47

Danke knox. Wenn der Stein fällt ist mir klar das der höhere mehr Energie hat, es geht mir um den ruhenden zustand. 

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knox21 19.04.2016, 11:25

Wenn in der Physik im Zusammenhang von Steinen und Höhe die Rede ist, geht es in der Regel um die potentielle Energie. Und die ist höher, wenn der Stein ebenfalls höher liegt. Man geht ja auch davon aus, dass mehr Energie nötig ist, um einen Stein höher als den anderen zu legen. Wenn du den Brennwert der Steine meinst, hast du vermutlich Recht. Die thermische Energie der Steine dürfte höhenunabhängig gleich sein, wenn es sich auch um das selbe Gestein handelt.

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Sie haben auf jeden Fall nicht die gleiche potentielle Energie (Lageenergie).

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Ronsito 19.04.2016, 10:50

Kann man potentielle Energie aber als energie bezeichen? Der höher liegende Stein hat das Potential mehr energie zu entwickeln. Aber wenn er nur da liegt spielt die Höhe doch keine Rolle?

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