Lernpfad Energie/Ein sportliches Beispiel auf der Erde

Lernpfad Energie

1. Armbrustschießen im Weltall
2. Das physikalische Konzept Energie
3. Ein sportliches Beispiel auf der Erde
4. Energieumwandlung und Wirkungsgrad
5. Leistung: Zeit spielt manchmal eine Rolle
6. Referate

Ein Skateboard auf der Halfpipe

Halfpipe

Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.

Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.

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Weitere Aufgaben
Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.

Reibung - ein "Energie-Leck"

Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?

Überprüfe Dein Wissen mit folgendem Quiz! Welche Aussagen sind richtig? (Das Bezugssystem wurde so gewählt, dass am tiefsten Punkt der Halfpipe die Lageenergie null beträgt.

ja	nein
		Die Flüssigkeit, welche verschüttet wurde, symbolisiert die entstandene Wärme.
		Die verschüttete Flüssigkeit ist verschwundene Energie.
		Lageenergie ist kinetische Energie.
		Der Vorgang des Verschüttens der Flüssigkeit entspricht der Reibung.
		Auch bei Reibung wandelt sich die komplette Lageenergie in kinetische Energie um, wenn der Skater den tiefsten Punkt erreicht hat.

Im Text im Video heißt es an einer Stelle: Die Energie, symbolisiert durch die verschüttete Flüssigkeit in dem Auffangbehälter, sei verloren. Bedeutet das:

ja	nein
		Diese Energie ist weg. Die Gesamtenergie im System hat sich entsprechend reduziert.
		Die Gesamtenergie ist erhalten, aber wir haben eine 3. Energieform, die zur Nutzung nicht mehr zur Verfügung steht.

Achtung

Vergiss nicht Deinen Screenshot für Dein Lerntagebuch!

Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe

Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.

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Zusatzaufgaben für Schnellchecker

• Herleitung der Formel für die kinetische Energie
• Energie im Autoverkehr
• Geschichtlicher Hintergrund: Robert Mayer