Wie wird die Energie umgewandelt, wenn ich einen Körper mit konstanter Geschwindigkeit nach unten bewege?

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4 Antworten

Es kommt darauf an, womit du ihn absenkst. Meistens sind diese Vorgänge umkehrbar.

Wenn z. B. ein Aufzug nach unten fährt, wird er von dem Elektromotor abgebremst, der ihn auch hochgezogen hat. In diesem Fall wirkt der Elektromotor als Generator und speist die Energie zurück ins Stromnetz.

Ob Muskeln beim Gestrecktwerden unter Kraft ATP zurückerzeugen können, wüsste ich nicht, vermutlich ein klein wenig, aber die Wärmeverluste dürften erheblich sein.

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Kommentar von KiniWeissNix98
10.05.2016, 22:25

Warum sollten die Wärmeverluste erheblich sein? Mein Arm wird nicht wärmer weil ich einen Stein absenke und wenn, dann auch nur weil der Körper sich aufheizt, was aber nichts mit der verloren gegangenen Energie des Steins zu tun hat. (Ich gehe davon aus dass ich den Stein mit der Hand absenke)

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Sehr gute Frage! Stell dir vor, du legst den Stein auf eine entspannte Feder. Der Stein verliert an Höhe aber die Feder wird zusammengedrückt, die Höhenenergie geht also in die Spannenergie der Feder. Du siehst also, im Allgemeinen wird die potentielle Energie an den bremsenden Körper abgegeben.

Die Frage ist aber natürlich, was passiert, wenn man das mit seiner Hand macht statt mit einer Feder. Hier muss man sich daran erinnern, dass Menschen sehr komplexe biochemische Maschinen sind. Unser Energiehaushalt ist sehr komplex, wir nehmen Nahrung auf, die in ihr gespeicherte chemische Energie wird in Wärme (Aufrechterhaltung der Körpertemperatur), von Muskeln verrichtete Arbeit usw.  umgewandelt.

Die von Muskeln verrichtete Arbeit ist aber nur ein kleiner Anteil des Energieverbrauchs. Das Umleiten der chemischen Energie in die Muskelbewegung ist sehr ineffizient, es entstehen viele "Reibungsverlüste" und der Körper wärmt sich auf. Die überschüssige Wärme muss bei starker physischer Anstrengung abgeführt werden, deshalb schwitzen wir.

Die potentielle Energie des Steins ist nun extrem klein im Vergleich zu den Energiemengen, die in unserem Körper hin und her geschoben werden. Der Stein wird von der Hand abgebremst, dabei wird wie bei jeder Betätigung der Muskeln Wärme frei. Wahrscheinlich ist die Erwärmung um einen Bruchteil des Grads größer wenn der Stein nach unten bewegt wird wie wenn er nach oben bewegt wird, und so verpufft die potentielle Energie in die kaum merkbare Mehrerwärmung unseres Körpers.

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Bei der Absenkung wird die potentielle Energie in kinetische Energie gewandelt. Am Ende stehen immer Verformung und Wärmeabgabe. Beispiele:

Beim Stauseekraftwerk wird Wasser "mit gleichbleibender Geschwindigkeit" abgesenkt zur Stromerzeugung. Beim "Stromverbrauch" wird Wärme frei (ob schnell oder "langsam").

Wenn Du einen Körper den Berg herunter trägst, strapazierst Du Deine Beinmuskulatur, und die gibt Wärme ab. Wenn das "langsam" geschieht, dauert das eben länger.

Wenn ein Auto ungebremst den Berg hinunter rollt, gewinnt es augenscheinlich kinetische Energie. Wenn es bremst, werden die Bremsbacken heiß bis sie rauchen.

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Kommentar von dompfeifer
11.05.2016, 10:11

Wenn Du den Körper mit Muskelkraft abbremst, wird die kinetische Energie Deinem gesamten bremsenden Bewegungsapparat (v.a. Beine) zugeführt und von dort vom Blut auf den Körper verteilt. Von dort verteilt sie sich wieder über Haut (v.a. Schweiß) und Atmung an die Umgebung.

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Theoretisch in kinetische Energie, da der Stein beschleunigen "will". Du bremst in aber, also entsteht durch Reibung Wärme

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Kommentar von KiniWeissNix98
10.05.2016, 22:22

wo soll denn da Wärme entstehen? verbrenn ich mir die Hand wenn ich nen stein auf den Boden leg?

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:23

Soviel Wärme natürlich nicht -.- immer wenn Objekte gebremst werden/ auf eine Oberfläche fallen und dadurch gebremst werden entsteht Wärme. Aber natürlich nicht viel

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:28

Natürlich, durch die Reibung wird all dies wärmer.
Aufm Gymnasium wart ihr nicht richtig?...

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:29

Ein Troll scheinst du nicht zu sein

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:33

Der Stein beschleunigt nach unten, durch eine Kraft in Gegenrichtung verhinderst du das. Während die Potenzielle Energie abnimmt und die kinetische gleich bleibt, entsteht in deinem Arm, welcher den Stein bremst, Wärme

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:33

Wie bei einer Bremsscheibe vom Auto

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Kommentar von ActionCreeper
10.05.2016, 22:36

Dein Arm ist in deinem Beispiel aber die Bremse.

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