Unterscheidung von Impuls, Energie und Kraft: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 23. Mai 2011, 23:32 Uhr

Grundbeispiel "Rudern"

Vierer mit Steuermann

Mind map zur Dynamik. (freeplane-Datei)

Beim Losfahren drücken die Leute das Wasser mit dem Ruder nach hinten und sich nach vorne.

Vor dem Losfahren haben Wasser und Boot keinen Impuls. Durch den Ruderschlag erhält das Wasser Impuls nach hinten und das Boot mit den Leuten die gleiche Impulsmenge, aber nach vorne.

Die Energie kommt von den Menschen und geht in die Bewegung des Bootes und des Wassers.

Die Kraft der Ruder auf das Wasser gibt an, wie sich der Impuls des Wassers mit der Zeit ändert ("p = F t") und wie sich die Energie des Wassers längs des Weges ändert ("E = F s").

Man benötigt Energie, um zwei Gegenständen auf unterschiedliche Geschwindigkeit zu bringen. 
Die Energie hat keine Richtung, der Impuls ist eine vektorielle Größe.
Die Kraft auf einen Gegenstand gibt an, wie sich der Impuls mit der Zeit 
und wie sich die Energie längs des Weges verändert.

Das Boot wird durch die Fahrt im Wasser gebremst, denn es schiebt das Wasser am Bug, aber auch durch die Reibung an der Bordwand, nach vorne weg.

Genauer bekommt das Wasser Impuls nach vorne und genau dieser Impuls fehlt dem Boot.

Die Energie geht dabei von der Bewegung des Bootes auf die Wärme der Bootswand und des Wassers über.

Die Kraft auf das Boot gibt an, wie sich der Impuls des Bootes mit der Zeit und wie sich die Energie des Bootes längs des Weges ändert.

Zwei Gegenstände mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten speichern Energie.
Durch Reibung kann die Geschwindigkeit wieder angeglichen werden.
Dabei wird die Energie zur Erwärmung an den Reibungsflächen benötigt.

Weitere Beispiele

Stelle die folgenden Vorgängen ebenso wie das Ruder-Beispiel dar.

• Eine Person auf einem Skateboard stößt sich von einem anderen Skater ab.
• Die Person auf dem Skateboard stößt sich vom Boden ab.
• Ein Mensch springt nach oben und landet wieder auf dem Boden.