Arbeit & Energie

Arbeit wird verrichtet, wenn eine Kraft ein Objekt in ihrer Wirkungsrichtung bewegt. Der Arbeit-Energie-Satz besagt, dass die an einem Objekt verrichtete Nettoarbeit gleich der Änderung seiner kinetischen Energie ist.

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Die gesamte mechanische Energie (kinetische + potentielle) bleibt in einem abgeschlossenen System ohne Reibung konstant.

Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung. Sie hängt von der Masse und dem Quadrat der Geschwindigkeit ab. Verdopplungen der Geschwindigkeit vervierfachen die kinetische Energie.

Leistung gibt an, wie schnell Arbeit verrichtet oder Energie umgewandelt wird. Sie wird in Watt (W) gemessen, wobei 1 Watt gleich 1 Joule pro Sekunde ist. Eine Maschine mit höherer Leistung kann dieselbe Arbeit in kürzerer Zeit erledigen.

Gravitationspotentielle Energie (GPE) ist die gespeicherte Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Höhe besitzt. Sie wird durch die Formel GPE = mgh berechnet, wobei m die Masse, g die Fallbeschleunigung und h die Höhe über einem Referenzpunkt ist.