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==Aufgaben zu Energie und Energieträger==
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=Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft (goldene Regel)=
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===Hochheben===
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[[Datei:Flaschenzug_5Seile_ohneUmlenkrolle.png|thumb]]
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Michael hebt eine 10kg schwere Kiste auf einen ein Meter hohen Tisch. Maria nimmt sich ein zwei Meter langes Brett und schiebt die Kiste auf einem kleinen Wagen nach oben und Anastasia hebt die Kiste mit einem Flaschenzug hoch (Siehe Bild).
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Energieträger
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* Mit welcher Kraft müssen sie jeweils ziehen?
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! colspan="2" "|
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* Wieviel Energie brauchen sie jeweils dazu?
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Name der Energieform
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Holz
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heißes Wasser
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geriebener Luftballon
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|colspan="2"|elektrische Energie
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Licht
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|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
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laufender Mensch
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|Bewegungsenergie
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|rowspan="3"|mechanische Energie
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[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
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|Spannenergie
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
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|Lageenergie
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===Nach Oben===
 
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[[File:Schauinsland von Freiburg.jpg|thumb|Schauinsland von Freiburg]]
 
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Um auf den Schauinsland zu kommen, muss man ca. 1000 Höhenmeter überwinden. Wieviel Energie ist wohl dazu nötig? Reicht es, wenn du ein trockenes Brötchen isst? Das enthält ungefähr 1000kJ (=1000000J) Energie.
 
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* Wieviel Energie braucht man um dich 1000m hochzuheben?
 
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Die Energie des Brötchens wird nur zu 1/4 genutzt. Die restlichen 3/4 der Energie werden benutzt, um deinen Körper zu erwärmen.
 
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* Wieviele Brötchen musst du essen, um auf den Schauinsland steigen zu können?
 
  
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===Zange===
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'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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[[Datei:Zange.jpg|thumb]]
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*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
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Bei einer Kneifzange ist die Schneide ca. 1,5 cm vom Gelenk entfernt und der Griff ca. 9cm. Drückt man den Griff um 6mm zusammen, so bewegt sich die Schneide nur um 1mm. Um einen Draht durchzuschneiden ist am Griff eine Kraft von 75 Newton nötig.  
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*Mit welcher Kraft drückt die Schneide auf den Draht?
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*Was für einen Vorteil bietet  es den Draht möglichst weit in die Schneide hineinzuschieben und den Griff möglichst weit Außen zu Fassen?
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<br style="clear: both" />
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===Fahrrad fahren===
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'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
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[[Datei:FahrradfahrerIn_mit_Kurbelweg.png|thumb|400px|Der Weg einer Kurbelumdrehung beträgt 1m bei 2m Fahrtweg.]]
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*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel:
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Wenn Amanda in den kleinsten Gang schaltet, so fährt sie bei einer Kurbelumdrehung zwei Meter. Sie tritt mit einer Kraft von 50N auf das Pedal. Bei einer Kurbelumdrehung legt das Pedal einen Meter Wegstrecke zurück.
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:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
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<br style="clear: both" />
  
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*Wieviel Energie braucht Amanda, um 100 Meter zu fahren?
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{|class="wikitable" style="text-align: right; float:right; "
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*Mit welcher Kraft wird das Fahrrad geschoben?
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Gegenstand
  
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Schaltet sie in den größten Gang kommt sie bei einer Kurbelumdrehung 6 Meter weit.
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!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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*Mit welcher Kraft muss sie auf das Pedal drücken?
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Energiemenge in Joule
  
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===Fahrrad fahren II===
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[[Datei:FahrradfahrerIn.png|thumb]]
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Amanda sitzt auf ihrem Rad und wird von Peter mit 12 Newton geschoben, wodurch Amanda eine mittlere Geschwindigkeit erreicht.
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Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
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<br/>Dann schiebt Peter nicht mehr und Amanda muss nun selbst treten, um mit dieser Geschwindigkeit weiter zu fahren.
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Wenn Amanda in den kleinsten Gang schaltet, so fährt sie bei einer Kurbelumdrehung zwei Meter. Schaltet sie in den größten Gang, so kommt sie bei einer Kurbelumdrehung 6 Meter weit. Bei einer Kurbelumdrehung legt das Pedal einen Meter Wegstrecke zurück.
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1.300 J
  
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* Wieviel Energie braucht Peter, um Amanda 100 Meter weit zu schieben?
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:Wieviel Energie braucht Amanda, um 100 Meter weit zu fahren?
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ein Liter Benzin
  
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* Mit welcher Kraft muss Amanda beim Fahren im kleinsten und im größten Gang gegen das Pedal drücken?
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30.000.000 J
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Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
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180.000.000 J
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|-
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aufgepumpter Fahrradreifen
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 +
600 J
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 +
Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
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100 J
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|-
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|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
 +
 
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300.000 J
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|-
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Fahrradfahrerin mit 30 km/h
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3.000 J
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eine Tafel Schokolade
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2.000.000 J
  
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===Laufen===
 
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|Beim Laufen ist auch deswegen Energie nötig, weil man sich bei jedem Schritt leicht anhebt.
 
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*Laufe an der Tafel mit einer Kreide entlang und entnehme der daraus entstandenen Linie, um welche Höhe du dich bei jedem Schritt anhebst.
 
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*Wieviel Energie ist dafür bei jedem Schritt nötig?
 
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*Wie weit kannst du nach dieser Rechnung mit der Energie einer Tafel Schokolade von ca. 2000 KiloJoule laufen? Der Körper kann allerdings nur ca. 1/4 der Energie auch auf die Bewegung umladen!
 
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|[[File:Gehender Mann ein Gewicht tragend 1885.jpg|thumb|Étienne-Jules Marey: Gehender Mann ein Gewicht tragend, 1885]]
 
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|[[File:Laufen (2) 1883.jpg|thumb|Laufen (2), 1883]]
 
 
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'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
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:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
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*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
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==Energiewandler / Energieumlader==
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[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|right]]
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'''1) Energie für Maschinen'''
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Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
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:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
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:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
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<br style="clear: both" />
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[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|right]]
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'''2) Energie für den Menschen'''
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Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
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*Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
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Brot/Fleisch   Grashalme
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Muskelmasse&Fett&Milch
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Muskelmasse&Fett&Milch 
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Kot&Urin          Kot&Urin
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Wärme           Wärme
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Grashalme   Weizenkörner
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Bewegung          Bewegung
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Licht           Licht
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*Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
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'''3) Viele verschiedene Energieumlader'''
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In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
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*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
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==Fußnoten==
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<references />

Aktuelle Version vom 20. Oktober 2024, 23:06 Uhr

Leere Seite

Aufgaben zu Energie und Energieträger

Energieträger

Name der Energieform

Holz

chemische Energie

heißes Wasser

Wärmeenergie

geriebener Luftballon

elektrische Energie

Licht

Lichtenergie[1]

laufender Mensch

Bewegungsenergie mechanische Energie

zusammengedrückter Luftballon

Spannenergie

hochgelegenes Wasser in einem Stausee

Lageenergie


1) Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.

  • Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.

2) Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.

  • Nenne für jede Energieform ein anderes Beispiel:
"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."


Gegenstand

Energiemenge in Joule

Sonnenlicht auf einen m2 für eine Sekunde

1.300 J

ein Liter Benzin

30.000.000 J

Akku eines E-Autos[2]

180.000.000 J

aufgepumpter Fahrradreifen

600 J

Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch

100 J

Ein Liter kochendes Wasser[3]

300.000 J

Fahrradfahrerin mit 30 km/h

3.000 J

eine Tafel Schokolade

2.000.000 J


3) Aus der Tabelle kann man ablesen:

"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
  • Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.












Energiewandler / Energieumlader

Aufgaben Energieumlader.png

1) Energie für Maschinen

Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um.

a) Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
b) Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.


Aufgabe Energie für Mensch und Tier.png

2) Energie für den Menschen

Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?

  • Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein! 
Brot/Fleisch	  Grashalme
Muskelmasse&Fett&Milch
Muskelmasse&Fett&Milch  	
Kot&Urin          Kot&Urin
Wärme	          Wärme
Grashalme	  Weizenkörner
Bewegung          Bewegung
Licht	          Licht
  • Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?


3) Viele verschiedene Energieumlader

In dieser Tabelle sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.

  • Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.

Fußnoten

  1. ↑ Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.
  2. ↑ Siehe Wikipedia: Tesla Model 3
  3. ↑ Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.
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