- Konservative Kräfte
Eine Kraft heißt konservativ, wenn die gesamte Arbeit entlang eines
beliebigen geschlossenen Weges null ist.
|
Oder:
Die Arbeit, die eine konservative Kraft
an einem Massenpunkt bei der Verschiebung
vom Punkt 1 zum Punkt 2 verrichtet, ist unabhängig vom Weg auf dem die
Verschiebung erfolgt.
|
|
- Unter der Energie eines Systems versteht man
dessen Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
|
- Potentielle Energie
In einem konservativen Kraftfeld ist die Änderung der potentiellen Energie
eines Systems gleich der Arbeit, die von einer äußeren Kraft an dem
Systems verrichtet wird. Die potentielle Energie ist bis auf eine Konstante
festgelegt.
Beispiele:
|
Höhenenergie:
Spannenergie einer Feder:
|
|
- Gradient
Eine konservative Kraft hat die Tendenz, ein Teilchen in eine Richtung
zu beschleunigen, in der die potentielle Energie kleiner wird.
;
|
- Kinetische Energie, Bewegungsenergie
Die kinetische Energie eines Körpers der Masse m beträgt:
|
- Ein abgeschlossenes System
hat keine Wechselwirkung und keinen Austausch von Materie mit seiner
Umgebung.
|
- Satz von der Erhaltung mechanischer
Energie.
In einem abgeschlossenen System, in dem nur konservative Kräfte (keine
Reibungskräfte) wirken, bleibt die mechanische Energie konstant (Summe
aus potentieller und kinetischer Energie).
|
- Die Leistung P gibt an, wieviel Energie pro
Zeiteinheit von einem System auf ein anderes übertragen wird:
Wenn eine Kraft auf ein Teilchen ausgeübt wird, das
sich mit der Geschw. bewegt, gilt:
;
|