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Was ist mechanische Energie?

"Energie" ist ein Wort, das in aller Munde ist, jedoch haben die meisten Menschen nur eine ungefähre Vorstellung davon, was physikalisch hinter diesem Begriff steckt.

  • So hat ein Körper dann Energie, wenn er fähig ist, unter bestimmten Umständen Arbeit zu verrichten. Dabei wird die vorhandene Energie "verbraucht", das heißt, sie wird in Arbeit umgewandelt und steht dem Körper für weitere Arbeitsleistungen dann nicht mehr zur Verfügung.
  • Ein Motor kann beispielsweise Energie in Form von "Benzin" haben, wenn er damit eine Seilbahn antreiben oder elektrischen Strom erzeugen kann. Wenn das Benzin verbraucht ist, steht der Motor still.
  • In der Mechanik werden drei Energieformen unterschieden, nämlich die Bewegungsenergie oder kinetische Energie eines Körpers, die Lageenergie oder potenzielle Energie eines Körpers sowie die Spannenergie oder elastische Energie.Diese drei grundlegenden Energieformen sollen durch Beispiele aus dem Alltag erläutert werden.

Beispiele aus dem Alltag - einfach erklärt

Mechanische Energieformen sind im Alltag sehr präsent, es lassen sich unzählige Beispiele für diese Energien finden. Manchmal muss man allerdings das Profane beiseite nehmen, um diese Beispiele als Energien zu erkennen:

  • Kinetische Energie haben Körper immer dann, wenn Sie sich bewegen. So hat jedes Auto, das mit einer Geschwindigkeit auf einer Straße fährt, Bewegungsenergie. Es kann zum Beispiel Arbeit leisten, indem es Lasten transportiert oder ein anderes Fahrzeug abschleppt. Auch Fußgänger und Radfahrer haben dementsprechend Bewegungsenergie. Diese ist jedoch wegen der kleineren Geschwindigkeit viel geringer.
  • Auch eine Lokomotive hat enorme Bewegungsenergie. Fährt Sie auf einen Eisenbahnwagen auf, kann diese Energie die Federn der Puffer verformen.
  • Potenzielle Energie haben Körper, wenn Sie (gegenüber etwas anderem) erhöht sind. So hat beispielsweise ein Buch auf einem Tisch Lageenergie gegenüber einem Gegenstand aus Glas auf dem darunter liegenden Fußboden. Fällt es herunter, kann es das Glas zerstören.
  • Die Gewichte einer Uhr bekommen durch das wöchentliche Aufziehen Lageenergie und treiben damit die Uhr an. 
  • Und letztendlich hat auch das Wasser in einem Stausee oder Pumpspeicherwerk Lageenergie, die beim Herabfließen einen Generator antreiben und Strom erzeugen.
  • Die Spannenergie oder elastische Energie erscheint zunächst befremdend. Wenn Sie jedoch eine Spiralfeder zusammendrücken, so haben Sie in dieser mechanische Energie gespeichert. Lässt man los, so kann diese Energie einen Ball wegkicken, wie dies bei einigen Spielen (Flipper) oder auch Hüpffiguren der Fall ist. 
  • Ein weiteres einfaches Beispiel für Spannenergie liefert ein Gummi. Wer von Ihnen hat nicht schon einen solchen lang gezogen und damit Krampen (kleine gefaltete Papierstücke) herumgeschossen?
  • Und bei einer Taschenuhr wurde Gewicht und Pendel kurzerhand durch eine Aufziehfeder (elastische Energie) und eine Unruh (kinetische Energie) ersetzt.