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Kinetische Energie - Einfache Erklärung, Berechnungen, Arbeit, Formel, Beispielaufgabe (Physik)
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 52 Zeilen
- in diesem Video werde ich dir erklären was wir in der Physik unter der kinetischen Energie versteht zuerst schauen wir uns die Formel für die
- kinetische Energie an und warum die kinetische Energie überhaupt eine interessante Größe ist und am Ende schauen wir uns noch ein praktisches
- Beispiel an also fangen wir mal an was verstehen wir denn überhaupt unter der kinetischen Energie unter der kinetischen Energie verstehen wir die
- Bewegungsenergie von irgendeinem Objekt sollen wir zum Beispiel mal wir haben irgendeinem Ball und dieser Ball der bewegt sich mit einer Geschwindigkeit v
- dann sagen wir dass dieser Ball eine bestimmte Bewegungsenergie besitzt und diese Bewegungsenergie bezeichnen wir eben als die kinetische Energie dieses
- Beispiels und diese Energie die können wir mit dieser Formel berechnen die kinetische Energie ist gleich 1/2 * m * V Quadrat m das ist die Masse von Ball
- und V das ist die Geschwindigkeit von Ball das heißt wenn wir zum Beispiel eine Masse sagen wir mal ein Kilo haben und eine Geschwindigkeit v von 30 Meter
- pro Sekunde dann besitzt dieser Ball eine Bewegungsenergie von wenn du hier mal 1 und 30 einsetzt von 450 die Einheit ist Kilogramm Meter
- Quadrat durch Sekunde zum Quadrat und das ist genau die Einheit Joe das heißt wir sagen jetzt dieser Ball besitzt eine kinetische Energie von 450 Joule warum
- die Formel für die kinetische Energie genauso aussieht das werden wir uns in einem späteren Video nochmal anschauen wenn du dir die Formel für die
- Bewegungsenergie mal genauer ansiehst dann wirst du erkennen dass diese Bewegungsenergie von zwei Größen abhängt von der Masse und von der
- Geschwindigkeit und wenn wir die Masse oder die Geschwindigkeit vergrößern vergrößern wir damit auch seine Bewegungsenergie
- und das sollte intuitiv irgendwie Sinn machen weil zum Beispiel ein Auto mit sagen wir mal zwei Tonnen hat eine größere Bewegungsenergie bei der
- gleichen Geschwindigkeit als dieser kleine Ball und desto größer die Geschwindigkeit von irgendeinem Objekt wird desto größer wird auch seinen
- Bewegungsenergie als nächstes möchte ich die Frage beantworten warum ziehen wir den überhaupt an dieser kinetischen Energie
- interessiert und der Grund der liegt im Zusammenhang mit der Arbeit schauen wir uns die folgende Situation mal an sagen wir mal wir haben eine Kugeln und auf
- diese Kugel wirkt eine Kraft F diese Kraft die wird dann dazu führen dass ich diese Kugel in diese Richtung bewegen wird und zeigen wir mal dass diese Kraft
- so lange wirkt bis diese Kugel hier hinten angekommen ist das heißt diese Kugeln wird sich anfangen in diese Richtung zu bewegen und ab diesem Punkt
- hier wirkt diese Kraft dann nicht mehr in der Physik sagen wir jetzt dass in dieser Situation eine Arbeit W von F mal in Delta x verrichtet wurde diese Arbeit
- die haben wir uns in den letzten Videos schon genauer angeschaut so und jetzt kommt der wichtige Zusammenhang zwischen der Arbeit und der kinetischen Energie
- und zwar ist die verrichtete Arbeit gleich der Änderung der kinetischen Energie das heißt zum Beispiel wenn sagen wir mal dieser Ball
- hier hinten am Anfang ruht dann für diese Kraft hier natürlich zu einer Beschleunigung das heißt dieser Ball der wird in diese Richtung beschleunigt ab
- diesem Punkt hier wirkt die Kraft dann nicht mehr aber der Ball bewegt sich natürlich von selbst weiter mit irgendeiner Geschwindigkeit v das heißt
- die kinetische Energie die hat zugenommen von diesem Ball und diese Zunahme der kinetischen Energie die ist gleich der verrichteten Arbeit das heißt
- desto größer die Arbeit ist desto größ er ist die energiezunahme und dieser Zusammenhang zwischen Arbeit und kinetische Energie ist schon mal der
- erste Grund warum wir an dieser kinetischen Energie interessiert sind jetzt können wir auch übrigens diese Arbeit als eine Art Energieübertragung
- interpretieren sagen wir zum Beispiel mal dass diese Kraft von irgendeiner Person kommt die diese Kugel anschiebt dann können wir sagen dass in diesem
- Fall jetzt Energie von dieser Person auf diese Kugel übertragen wird weil die Kugel die hat am Ende eine höhere Energie in Form von kinetische Energie
- und die Energie dieser Person die hat abgenommen das heißt eine Arbeit ist eigentlich eine Energieübertragung so es ist so können wir diese Formel
- verstehen schauen wir uns als nächstes an wie wir diese beiden Formen in einem praktischen Beispiel anwenden können wir schauen uns das folgende Beispiel an
- sagen wir mal wir haben ein Auto mit einer Masse von 2 Tonnen und dieses Auto fährt auf ein Autobahn mit einer Geschwindigkeit von V = 100 km/h das
- sind ungefähr 27,78 Meter pro Sekunde und dieses Auto das beschleunigt jetzt einen Kilometer lang mit einer Kraft von 500 Newton und
- die Frage ist jetzt wie schnell fährt dieses Auto nach der Beschleunigung wenn wir uns dieses Beispiel mal kurz skizzieren wir haben hier unser Auto auf
- der Autobahn das fährt mit einer Geschwindigkeit V1 von 100 km/h diese Geschwindigkeit nicht mal V1 dann beschleunigt es mit einer Kraft von 500
- Newton einen Kilometer lang das heißt sagen wir mal diese Abstand der ist ein Kilometer und am Ende fährt es dann mit einer Geschwindigkeit V2 und genau diese
- Geschwindigkeit die wollen wir berechnen und das machen wir natürlich mit der Formel die wir vorher besprochen haben die Änderung der kinetischen Energie ist
- gleich die verrichtete Arbeit berechnen wir uns zuerst mal diese verrichtete Arbeit die ist ja einfach Kraft mal weg es wirkt hier eine Kraft von 500 Minuten
- auf dieses Auto und diese Kraft die wirkt über eine Weglänge von einem Kilometer das heißt 10 hoch 3 m das heißt wenn wir uns das
- Ausrechnen hier wurde eine Arbeit W von 5 mal 10 hoch 5 Joule verrichtet und diese Arbeit wurde zum Beispiel vom Motor dieses Autos verrichtet so was
- verstehen wir jetzt genau unter dieser Änderung der kinetischen Energie die Änderung der kinetischen Energie die ist gleich die kinetische Energie am
- Ende das heißt 1/2 m V2 zum Quadrat minus der kinetischen Energie am Anfang ein halb mv1 zum Quadrat und wir wollen jetzt von
- dieser Gleichung V2 wissen das heißt wir stellen diese Gleichung auf V2 um dazu dividieren wir zuerst mal dieses einhalb m auf die andere Seite dann verschwindet
- das erstmal von dieser Seite der Gleichung und hier auf der rechten Seite steht dann 2 mal die Änderung der kinetischen Energie dividiert durch die
- Masse dann holen wir noch dieses V1 zum Quadrat auf die andere Seite der Gleichung dann steht hier zweimal Änderung der kinetischen Energie
- dividiert durch die Masse m plus v 1 zum Quadrat ist gleich V2 zum Quadrat um jetzt noch dieses quadratlos zu werden müssen wir ganz
- einfach auf beiden Seiten der Gleichung die Wurzel ziehen und jetzt haben wir eine Formel für V2 aufgestellt wir kennen die Änderung der kinetischen
- Energie die haben wir hier berechnen wir können die Masse m vom Auto die ist hier oben gegeben und die Geschwindigkeit V1 dies auch hier oben gegeben bzw hier
- jetzt müssen wir einfach noch diese Werte hier einsetzen und dann solltest du auf einen Geschwindigkeit V2 von
- 35,60 Meter pro Sekunde kommen und das werden dann umgerechnet 128,4 Kilometer pro Stunde und so kann man eben ein praktisches Beispiel mit Hilfe
- von dieser Formel lösen dieses Beispiel hätte man natürlich auch ohne diese Form lösen können das wäre dann aber viel aufwendiger geworden und so war das
- jetzt eigentlich eine relativ kurze Rechnung im nächsten Video schauen wir uns dann noch an wo diese Formel genau herkommt die Playlist wo du dieses Video
- finden kannst die verlinke ich dir jetzt noch unten in der Videobeschreibung