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Aktuelle Version vom 17. November 2025, 23:13 Uhr

Aufgaben zur Energie

Energieträger und Energieformen

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 in folgender Art:

"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

4) 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.

5) 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?

6) 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.

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[2]

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 __NOTOC__
-==Aufgaben zur Feldstärke==
 {|
-|style="vertical-align:top;"|
+|height="950px"|
-;1) Gravitation auf der Erde und auf anderen Himmelskörpern
+|}__NOTOC__
-:a) Wie groß ist die Gravitationsfeldstärke auf der Erde ungefähr?
+==Aufgaben zur Energie==
-:b) Die Gravitationsfeldstärke auf dem Mond beträgt nur <math>1{,}62\,\rm \frac{N}{kg}</math>
+====Energieträger und Energieformen====
-::Wie groß ist die auf dich wirkende Kraft auf dem Mond?
-:c) Ergänze die Tabelle
+{|class="wikitable" style="float:right;"
+!
+Energieträger
+! colspan="2" "|
+Name der Energieform
+|-
 |
+Holz
+|colspan="2"|chemische Energie
+|-
+|
+heißes Wasser
+|colspan="2"|Wärmeenergie
+|-
+|
+geriebener Luftballon
+|colspan="2"|elektrische Energie
+|-
+|
+Licht
+|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>
+|-
+|
+laufender Mensch
+|Bewegungsenergie
+|rowspan="3"|mechanische Energie
+|-
+|
+[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
+|Spannenergie
+|-
+|
+hochgelegenes Wasser in einem Stausee
+|Lageenergie
+|}
-::{|class="wikitable" style="text-align: center;  "
-!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Planet
-!valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
-Feldstärke(N/kg)
+*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
-!valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
-Masse(kg)
+*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
+:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
+<br style="clear: both" />
-!valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+{|class="wikitable" style="text-align: right; float:right; "
-Kraft(N)
+!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+Gegenstand
+!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+Energiemenge in Joule
 |-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Merkur
+Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+.300 J
+|-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+ein Liter Benzin
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+.000.000 J
 |-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Venus
+Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-,87
+.000.000 J
+|-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+aufgepumpter Fahrradreifen
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+J
 |-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Erde
+Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+J
-|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-,7
-|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 |-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Mars
+Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-,69
+.000 J
+|-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+Fahrradfahrerin mit 30 km/h
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+.000 J
 |-
 |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-Jupiter
+eine Tafel Schokolade
+|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+.000.000 J
-|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+|}
-|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
-|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
+'''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.
-|}
+<br style="clear: both" />
-|}
+==Energiewandler / Energieumlader==
-;2) Kraftwirkung im elektrischen Feld
-:Eine positiv geladene Kugel trägt <math>5\,\rm nC</math> Ladung. Welche Kraft wirkt auf die Kugel in einem elektrischen Feld der Stärke <math>10\,\rm \frac{kN}{C}</math>?
+[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|right]]
-;3) Berechnung der magnetischen Ladung
+'''4) Energie für Maschinen'''
-:Der Nordpol eines langen Stabmagneten befindet sich in einem Magnetfeld der Stärke <math>80000\,\rm\frac{N}{Wb}</math>. Dort erfährt der Nordpol eine Kraftwirkung von <math>0{,}5\,\rm N</math>. Wieviel magnetische Ladung trägt der Nordpol?
+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.
+<br style="clear: both" />
+[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|right]]
+'''5) 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
-;4) Definition der Feldstärke
+*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?
-:Warum ist es bei der Festlegung der Feldstärke als Ortsfaktor wichtig, dass die Größe der wirkenden Kraft proportional zur Menge der Probeladung ist, also bei doppelter Probeladung auch die doppelte Kraftwirkung zu beobachten ist?
+<br style="clear: both" />
-:Warum ist die magnetische Feldstärke nicht mit Hilfe der Definition als Ortsfaktor praktisch messbar?
-;5) Tischtennisball im geladenen Kondensator
+'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
-:Durch eine vorhergehende Messung kennt man die elektrische Feldstärke in einem Kondensator. Sie beträgt <math>100000\,\rm \frac{N}{C}</math>. Ein Tischtennisball mit der Masse 2,3g wird an eine 30cm lange Schnur in das Feld gehängt und elektrisch geladen. Die Schnur hängt nun nicht mehr senkrecht nach unten, sondern ist um einen Winkel von 4° ausgelenkt.
-:Welche Ladung trägt der Tischtennisball?
-[[Datei:Versuchsaufbau Ladung im Kondensator Beobachtung 1.jpg|thumb|Durch das elektrische Feld zwischen den Kondensatorplatten erfährt der geladene Ball eine Kraftwirkung.]]
+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.
-;6) Das elektrische Feld der Erde
+*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
-:Durch den Sonnenwind, ein Strom elektrisch geladener Teilchen, und kosmische Strahlung werden negativ geladene Teilchen von der Erde weggeschleudert und die Erde positiv geladen. Bei wolkenlosen Himmel hat das dadurch enstehende elektrische Feld eine Stärke von ca. 200 N/C.
-:Bei Gewittern treten Feldstärken von 30000 N/C auf.
-: Ein kleiner Wassertropfen hat eine Masse von 0,001g. Wie muss der Tropfen geladen sein, damit er bei wolkenlosen Himmel (bei einem Gewitter) in der Luft schweben kann?

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