Potentielle Energie - Lageenergie
In der Mechanik gibt es neben den „aktiven“ Energien, wie zum Beispiel Bewegungen, noch „potentielle“ Energien. Sie sind sozusagen ein Speicher für Energie und können diese wieder freigeben.
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Merke
Die potentielle Energie eines Körpers ist die Energie, die allein durch seine Lage in einem Kraftfeld bestimmt wird.
Lageenergie
Die potentielle Energie nennt man auch Lageenergie. Grundlegend ist die Aussage:
i
Lageenergie
Ein Körper, der sich höher als ein anderer befindet, hat mehr potentielle Energie, die er im freien Fall in kinetische Energie umwandeln könnte.
Herleitung
Um diesen Zusammenhang besser zu beschreiben, schauen wir uns die Formel für Energie mal genauer an:
$\Delta E=\color{blue}{F}\cdot s$ $=\color{blue}{m\cdot a}\cdot s$Die Energie entspricht einer Kraft über einer gewissen Strecke. Folgende Werte sind uns bereits bekannt.
- Unsere Masse bleibt immer konstant.
- Die Beschleunigung, die wirkt, ist die Gravitation $g$. Daher gilt: $a=g$.
- Unsere Strecke $s$ entspricht der Höhe $h$, aus der der Körper fällt.
Daraus folgt dann die Formel:
$E_\text{Lage}=m\cdot g\cdot h$
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Merke
Für die Lageenergie gilt:
$E_\text{Lage}=m\cdot g\cdot h$
Lageenergie ist immer relativ zum Bezugspunkt.
$E_\text{Lage}=m\cdot g\cdot h$
Lageenergie ist immer relativ zum Bezugspunkt.
Beispiel
Masse 1 und 2 sind auf der gleichen Höhe. Allerdings hat Masse 1 eine größere Lageenergie, denn sie fällt eine größere Strecke.