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Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:48:53Z

Peterdauscher:

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
}}
Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich richtig sind. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:46:50Z

Peterdauscher:

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
}}
Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:46:01Z

Peterdauscher:

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
}}
Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>

{{Lösung versteckt|

}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:42:36Z

Peterdauscher:

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
}}
Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>

{{Lösung versteckt|

}}
|Arbeitsmethode
}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:40:51Z

Peterdauscher: Lückentext aus der Lösung in die Aufgabe verschoben.

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]

Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>

{{Lösung versteckt|

}}
|Arbeitsmethode
}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:36:34Z

Peterdauscher: Bessere Anleitung zur Simulation

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]

Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

{{Lösung versteckt|

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>
}}
|Arbeitsmethode
}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?

Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren. Lasse alle Einstellungen (Schieberegler) gleich und kreuze nur "Gitternetz" und "Geschwindigkeit" an.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2021-06-18T09:32:57Z

Peterdauscher: Link zu entsprechenden Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html

==Ein Skateboard auf der Halfpipe==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
|[[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]]||[[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]

Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

{{Lösung versteckt|

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>
}}
|Arbeitsmethode
}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?
Mit der Simulation https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_de.html kannst Du nachprüfen, ob Deine Ergebnisse tatsächlich funktionieren.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-19T08:39:14Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Ein Skater, der einfach nur auf dem Skateboard hin- und her rollt, wird mit der Zeit immer geringere Höhen an den höchsten Punkten erreichen. Auch wird er im tiefsten Punkt immer langsamer rollen.

Was ist dann aber mit unserem "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung, der sich unserem Beispiel mit den Wassergläsern so ausgedrückt hatte, dass beim "Umschütten" von einem Glas ins andere keine Flüssigkeit verloren geht. Ist dieser "Glaubenssatz" jetzt einfach falsch - oder können wir ihn noch "retten".

Was auf jeden Fall nicht mehr funktioniert ist das Bild mit nur zwei Wassergläsern und der immer gleichen Menge Flüssigkeit, die sich irgendwie auf die beiden Gläser verteilt.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin.png|350px]]

Spätestens dann, wenn der Skater wegen der Reibung praktisch zur Ruhe gekommen ist, wären die beiden Gläser in unserem Bild leer; die Flüssigkeit hätte im Laufe der Zeit irgendwie verloren gehen müssen (sozusagen verschüttet worden sein).

Wir können das Bild aber retten, indem wir einen weiteren Behälter für unsere erfinden, in dem wir die (verloren geglaubte oder verschüttete) "Energieflüssigkeit" auffangen.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin_Waerme.png|350px]]

{{Box
|Aufgabe 4.1 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.2 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.3 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.4 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-19T08:35:26Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Ein Skater, der einfach nur auf dem Skateboard hin- und her rollt, wird mit der Zeit immer geringere Höhen an den höchsten Punkten erreichen. Auch wird er im tiefsten Punkt immer langsamer rollen.

Was ist dann aber mit unserem "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung, der sich unserem Beispiel mit den Wassergläsern so ausgedrückt hatte, dass beim "Umschütten" von einem Glas ins andere keine Flüssigkeit verloren geht. Ist dieser "Glaubenssatz" jetzt einfach falsch - oder können wir ihn noch "retten".

Was auf jeden Fall nicht mehr funktioniert ist das Bild mit nur zwei Wassergläsern und der immer gleichen Menge Flüssigkeit, die sich irgendwie auf die beiden Gläser verteilt.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin.png|350px]]

Spätestens dann, wenn der Skater wegen der Reibung praktisch zur Ruhe gekommen ist, wären die beiden Gläser in unserem Bild leer; die Flüssigkeit hätte im Laufe der Zeit irgendwie verloren gehen müssen (sozusagen verschüttet worden sein).

Wir können das Bild aber retten, indem wir einen weiteren Behälter für unsere erfinden, in dem wir die (verloren geglaubte oder verschüttete) "Energieflüssigkeit" auffangen.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin_Waerme.png|350px]]

[[Datei:LE 3 Pot Kin Waerme.png|mini|Energieübertragung bei Reibung]]

{{Box
|Aufgabe 4.1 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.2 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.3 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.4 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Datei:LE 3 Pot Kin Waerme.png

2020-08-19T08:29:31Z

Peterdauscher: Hochgeladen mit VisualEditor Seite

{{Information
|description = Energieübertragung zwischen zwei (abstrakten) Reservoirs, wobei durch einen nicht-idealen Wirkungsgrad ein Teil in ein drittes Reservoir (Wärme) abgegeben weird.
|source = Eigene Arbeit
|author = [[User:Peterdauscher|Peterdauscher]]
}}

== Lizenz ==
{{Bild-CC-by-sa/4.0/de}}

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-18T09:56:02Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?

Das wäre er in der Tat, wenn wir auf unser Bild von den nur zwei "Energietöpfen" <math>E_\text{pot}</math> und <math>E_\text{kin}</math> bestehen würden, zwischen denen die Energie ohne Verlust hin und her fließt.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin.png|350px]]

{{Box
|Aufgabe 4.2 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.3 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.4 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.5 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-18T09:55:12Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?

Das wäre er in der Tat, wenn wir auf unser Bild von den nur zwei "Energietöpfen" <math>E_\text{pot}</math> und <math>E_\text{kin}</math> bestehen würden, zwischen denen die Energie ohne Verlust hin und her fließt.

[[Bild:LE_3 Pot_Kin.png|350px]]

{{Box
|Aufgabe 4.2 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.3 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.4 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.5 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-18T09:52:40Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?

Das wäre er in der Tat, wenn wir auf unser Bild von den nur zwei "Energietöpfen" <math>E_\text{pot}</math> und <math>E_\text{kin}</math> bestehen würden, zwischen denen die Energie ohne Verlust hin und her fließt.

{{Box
|Aufgabe 4.2 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

[[Bild:LE_3 Pot_Kin.png|350px]]

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.3 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.4 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.5 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Datei:LE 3 Pot Kin.png

2020-08-18T09:46:04Z

Peterdauscher: Hochgeladen mit VisualEditor Seite

{{Information
|description = Potentielle und kinetische Energie als "Energietöpfe" und ein Pfeil als Symbol für Energieübertragung
|source = Eigene Arbeit
|author = [[User:Peterdauscher|Peterdauscher]]
}}

== Lizenz ==
{{Bild-CC-by-sa/4.0/de}}

Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad

2020-08-17T08:13:55Z

Peterdauscher:

==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?

Das wäre er in der Tat, wenn wir auf unser Bild von den nur zwei "Energietöpfen" <math>E_\text{pot}</math> und <math>E_\text{kin}</math> bestehen würden, zwischen denen die Energie ohne Verlust hin und her fließt.

{{Box
|Aufgabe 4.2 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
|

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]

Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie EWärme nennt.
|Arbeitsmethode
}}

== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==

=== Ein Rechenbeispiel ===

Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".

{{Box
|Aufgabe 4.3 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
|
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] 
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde. 
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird. 
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt. 
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}} 
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. 
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}

=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===

Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.

[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]

<math>
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
</math>
 

Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.

== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.4 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. 
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt? 
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird. 
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}

{{Box
|Aufgabe 4.5 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

2020-08-09T06:44:34Z

Peterdauscher: /* Ein Skateboard auf der Halfpipe */

== Ein Skateboard auf der Halfpipe ==

[[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

{{Box
|Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
|
Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?

Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
|Arbeitsmethode
}}

{{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|800|center}}

<div class="lueckentext-quiz">
Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''Epot''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie Ekin. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.

</div>

<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Weitere Aufgaben'''</big> 
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
{|
|-
| [[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
|-
| [[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
|-
| [[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
|-
| [[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
|}
</div>

==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
{{Box
|Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
|
Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)

"Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."

[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]

Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien Ekin und Epot. Z.B. Ekin,A soll die kinetische Energie im Punkt A sein.

{{Lösung versteckt|

<div class="lueckentext-quiz">
Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
'''Ekin,A'''+'''Epot,A'''='''Ekin,B'''+ '''Epot,B'''='''Ekin,C'''+ '''Epot,C'''
</div>
}}
|Arbeitsmethode
}}

==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==

Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
{{Box
|Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
|

[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]

Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?
|Arbeitsmethode
}}

{{Lösung versteckt|1=
:Lösung a) 7m/s
:Lösung b) 5m/s
}}
Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!

==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

{{Box
|Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
|
Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.

[[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]]

Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
|Arbeitsmethode
}}

==Weitere-Aufgaben==
{{Box
|Aufgabe 3.5: Freier Fall
|
Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
|
Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
|
Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
|Arbeitsmethode}}

{{Box
|Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
|
Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
|Arbeitsmethode}}

{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:ZUM2Edutags]]
[[Kategorie:Interaktive Übung]]
[[Kategorie:R-Quiz]]

Datei:Pd Johnny ALU.png

2017-06-06T11:49:12Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = ALU of the JOHNNY Simulator |Quelle = Screenshot |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 2013-03-12 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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Datei:Pd Johnny Selfmodifying.png

2017-06-06T11:48:56Z

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2017-06-06T11:36:30Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = Darstellung der Mandelbrotmenge |Quelle = selbstgeschriebenes Programm |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 2013-02-18 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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2017-06-06T11:32:31Z

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2017-06-06T11:27:18Z

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|date=2015-04-04 18:31:02
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[[Kategorie:Uploaded with UploadWizard]]

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2017-06-06T11:26:16Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = Screenshot JOHNNY (Detail: Memory) |Quelle = |Urheber = Peter Dauscher, Programmer |Datum = 2013-03-11 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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2017-06-06T11:18:51Z

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2017-06-06T11:17:24Z

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2017-06-06T11:14:10Z

Peterdauscher: User created page with UploadWizard

User created page with UploadWizard

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2017-06-06T11:01:14Z

Peterdauscher: Peterdauscher lud Datei:Elwetritsche FA kommentiert WML.pdf hoch

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|description={{de|1=Eine kommentierte Beispiel-Facharbeit, die zeigen soll, welche formalen Kriterien eine Arbeit erfüllen sollte.}}
|date=Sommer 2010
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[[Kategorie:Uploaded with UploadWizard]]

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2017-06-06T10:51:13Z

Peterdauscher: Peterdauscher lud Datei:CWMINT.png hoch

== Beschreibung ==
{{Information_ohne_UploadWizard
|Beschreibung = Logo des Codeword:Mint-Projekts
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|Urheber = Peter Dauscher
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== Lizenz ==
{{Bild-frei}}

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2017-06-06T10:50:52Z

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|Urheber = Peter Dauscher
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Datei:Pd Johnny with CU.png

2017-06-06T10:44:44Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = JOHNNY Simulator with Control Unit explicitely shown |Quelle = |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 2013-03-12 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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2017-06-06T10:31:42Z

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Datei:Pd johnny rechnerstruktur.png

2017-06-06T10:30:59Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = Vereinfachte Struktur eines von-Neumann-Rechners |Quelle = selbst erstellt |Urheber = Peter Dauscher |Datum = ca. 2010 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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|Beschreibung = Vereinfachte Struktur eines von-Neumann-Rechners
|Quelle = selbst erstellt
|Urheber = Peter Dauscher
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Datei:Pd EWuerfel.svg

2017-06-06T10:10:49Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = Wuerfel aus Widerständen |Quelle = selbst |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 26.5.2013 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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|Quelle = selbst
|Urheber = Peter Dauscher
|Datum = 26.5.2013
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Datei:Pd EWuerfel.png

2017-06-06T10:09:23Z

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|Beschreibung = Widerstands-Würfel
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|Urheber = Peter Dauscher
|Datum = 26.5.2013
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Datei:Pd Johnny von Neumann Cycle.png

2017-06-06T10:07:55Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = |Quelle = Drawn using Libre Office |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 2010 ?? |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}

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|Quelle = Drawn using Libre Office
|Urheber = Peter Dauscher
|Datum = 2010 ??
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Datei:Energieumwandlung Armbrust.png

2015-04-04T16:31:42Z

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Datei:Elwetritsche FA kommentiert WML.pdf

2013-12-15T16:16:44Z

Peterdauscher: User created page with UploadWizard

Datei:CWMINT.png

2013-05-26T13:41:36Z

Peterdauscher: {{Information |Beschreibung = Logo des Codeword:Mint-Projekts |Quelle = selbst |Urheber = Peter Dauscher |Datum = 26.5.2013 |Genehmigung = |Andere Versionen = |Anmerkungen = }}