Berechnen Sie die kinetische Energie aus Masse und Geschwindigkeit, die potenzielle Energie aus Masse und Höhe oder beides gleichzeitig.
Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung: Eₖ = ½mv², wobei m die Masse in Kilogramm und v die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde ist. Ein 1.000 kg schweres Auto bei 100 km/h (27,8 m/s) trägt etwa 386 kJ kinetische Energie — genug um zu verstehen, warum der Bremsweg mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst.
Potenzielle Energie (Gravitation) ist die Energie der Lage: Eₚ = mgh, wobei h die Höhe über einem Bezugspunkt und g die Gravitationsbeschleunigung ist. Eine 70 kg schwere Person auf einem 10 m hohen Sprungbrett hat etwa 6.867 J potenzielle Energie relativ zum Wasser. Beim Aufprall ist all diese in kinetische Energie umgewandelt worden (ohne Luftwiderstand).
Die gesamte mechanische Energie ist die Summe beider: E = Eₖ + Eₚ. In einem System ohne Reibung oder Luftwiderstand bleibt die mechanische Energie erhalten — was an potenzieller Energie verloren geht, wird an kinetischer Energie gewonnen und umgekehrt. Dies ist das Prinzip hinter Pendeln, Achterbahnen und Orbitalmechanik.
Eₖ = ½mv² (Joule). Eₚ = mgh (Joule). E_gesamt = Eₖ + Eₚ. 1 kJ = 1.000 J.
Die SI-Einheit der Energie. Ein Joule ist die Energie, die benötigt wird, um eine Kraft von einem Newton über einen Meter zu bewegen. Eine Nahrungskalorie entspricht etwa 4.184 Joule.
Weil die Arbeit, die zum Beschleunigen eines Objekts nötig ist, proportional zur Strecke ist, über die die Kraft wirkt, und diese Strecke mit der Geschwindigkeit wächst. Eine Verdopplung der Geschwindigkeit vervierfacht die kinetische Energie und den Bremsweg.
Jede Höhe, die Sie wählen — nur Unterschiede in der potenziellen Energie sind physikalisch bedeutsam. Dieser Rechner verwendet die eingegebene Höhe als Höhe über dem von Ihnen gewählten Bezugspunkt.
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