Woraus besteht potenzielle energie bei Feder?
Diepotenzielle Energie besteht ja aus der Höhe. Aber wenn ich jetzt eine gespannte Feder hab die parallel zum Boden verläuft hab ich dann potenzielle Energie ? Also nehm ich delta s als h ? Und kommt das auf das bezugssystem An? Z.B die gespannte Feder liegt in einer Höhe. Dann wäre h nicht mehr Delta s sonder die Höhe?
5 Antworten
Potenzielle Energie ist ein Oberbegriff und bezeichnet alle Energien, die ein Körper hat, der sich in einem Kraftfeld befindet.
Die potenzielle Energie wird dann nochmal unterteilt, wobei das Kraftfeld der Bezugspunkt ist.
Ist das Kraftfeld das Schwerefeld der Erde, dann spricht man von Lageenergie.
Wird das Kraftfeld durch eine Feder erzeugt, spricht man von Spannenergie.
Wird das Kraftfeld durch einen Magneten erzeugt, spricht man von magnetischer Energie etc. pp.
Alles sind aber potenzielle Energien.
Der Irrtum kann dadurch zustande kommen, dass im Physikunterricht da nicht klar zwischen Oberbegriff und Unterkategorien getrennt wird. Da wird nicht gesagt, die Lageenergie sei eine Unterart der potenziellen Energie, sondern da wird der Eindruck erweckt, Lageenergie und potenzielle Energie seien ein und dasselbe. Dem ist aber nicht so. Die Lageenergie ist nur eine von mehreren Erscheinungsformen der potenziellen Energie.
Potentielle Energie wird auch Lageenergie genannt, sie ist also in "irgendeiner Art und Weise" von dem Ort abhängig. Durch die Differenz der Energie von zwei Orten, lässt sich Arbeit verrichten. Die Besonderheit der potentiellen Energie: kommt man wieder an den gleichen Punkt, hat man in Summe keine Arbeit verrichtet. (genau so viel reingesteckt, wie raus bekommen)
Das "in irgendeiner Art und Weise" kommt jetzt auf dein Problem an. Bei der Gewichtskraft ist es die Höhe, bei der Federkraft ist es Länge und Federstärke, bei der elektrischen Kraft ist es Ladung und elektrisches Feld.
Bei einer exakten Beschreibung deines Problems (z.B. Feder schräg) musst du unter Umständen mehrere dieser Effekte berücksichtigen. (jedes übt eine Kraft aus, alle Kräfte spielen zusammen. Letztendlich ist die Potentielle Energie/Potential nur eine mathematisch einfache zu handhabende Beschreibung dieser Kräfte)
Keine potentielle Energie ist in der Elektrik z.B. die Induktion.
Eine Feder hat Spann-Energie E = 0,5*D*s², wobei s die Auslenkung aus der Ruhelage ist.
Energie besteht aus NICHTS, sondern ist eine Eigenschaft eines Körpers.
Die Potentielle Energie hat hier nichts mit der Höhenenergie m*g*h zu tun.
Sondern das "Potential" kommt aus dem Spannen der Feder oder Dehnen der Feder.
1/2*d*s^2. Hier ist d die konstante Federhärte der jeweiligen Feder und das s ist der Unterschied zwischen dem "Normalzustand" also dem, wo die Feder im angespannten Zustand harren würde und dem jetzigen Zustand.
Wenn du die Feder also um 10 cm stauchst, ist s 0,1m
Ist potentielle Energie nicht alles außer Bewegungsenergie?
nein, nicht alles. Induktion bei elektrischen Feldern ist keine potentielle Energie. Potentiell leitet sich davon ab, dass es ein Potential gibt. Dabei wird jedem Punkt (im Raum) eine Energie zugewiesen. (Integration über das Kraftfeld) Dazu muss aber gelten, dass man (in Summe) keine Arbeit verrichtet, wenn man einen Weg durch das Kraftfeld geht und wieder am gleichen Punkt ankommt. Die Arbeit bestimmt sich dann nur durch die Differenz der potentiellen Energien von zwei Punkten.