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    Physik, 8. Klasse

    Energieformen

    Kostenlose Arbeitsblätter und Übungen als PDF zu den Energieformen für Physik in der 8. Klasse am Gymnasium - mit Lösungen!

    Was ist Energie?

    Im Alltag stoßen wir sehr oft auf den Begriff „Energie“. Sei es bei der „Energiekrise“, dem „Energiesparen“ oder einfach beim Sport, wenn man Energie braucht. In der Physik beschreibt „Energie“ allerdings eine Art Antrieb für Vorgänge, die nicht von sich selbst heraus ablaufen können. Man kann Energie nie sehen, erfahren aber ihre Wirkungen. Beispiele hierfür sind:

    • Wind treibt Segelboot an
    • Ball trifft uns am Kopf und tut weh
    • Die Weihnachtspyramide dreht sich, wenn die Kerzen brennen

    Das Formelzeichen für Energie ist E. Die Einheit für Energie ist Joule (J)

    Welche Arten von Energie gibt es?

    Die drei wichtigsten mechanischen Energieformen sind:

    • Bewegungsenergie (oder kinetische Energie)
    • Lageenergie (oder Höhenenergie)
    • Spannenergie
       

    Außerdem gibt es noch die elektrische Energie, die Lichtenergie und die innere Energie.

    Was ist Bewegungsenergie/kinetische Energie?

    Je schneller ein Körper ist und je größer seine Masse ist, desto mehr Energie steckt in seiner Bewegung. Also besitzen alle massereichen Körper, die eine gewissen Geschwindigkeit aufweisen, Bewegungsenergie.

    Die Bewegungsenergie eines Körpers kann berechnet werden mit der Formel:

    • Ekin=1/2∙m∙v2
       

    m = Masse des Körpers
    v = Geschwindigkeit des Körpers

    Was ist Lageenergie/Höhenenergie?

    Je größer die Höhe ist, in der sich ein Körper befindet, und je größer seine Masse ist, desto mehr Lageenergie besitzt er. Für eine Knetkugel die auf den Boden fällt ist also die Lageenergie höher, je größer die Höhe ist, aus der man sie fallen lässt.

    Die Höhen-/Lageenergie eines Körpers kann berechnet werden mit der Formel:

    • EH=FG∙h=m∙g∙h
       

    FG = Gewichtskraft des Körpers
    h = Höhe über dem Nullniveau
    m = Masse des Körpers
    g = Fallbeschleunigung ( g = 9,81 m/s²)

    Was ist Spannenergie?

    Die Energie, die in einem gespannten Bogen oder Gummiband, oder in einer gestauchten oder gespannten Feder steckt, nennt man Spannenergie. Je größer die Spannstrecke/ Stauchstrecke und die Federkonstante, desto größer ist die gespeicherte Spannenergie.

    Die Spannenergie einer elastischen Feder kann berechnet werden mit der Formel:

    • Esp=12∙D∙s2
       

    D = Federkonstante
    s = Stauchung/Dehnung der Feder

    Spannenergie und Lageenergie gehören beide zur potentiellen Energie.

    Welche Vorgänge gehören zu Elektrischen Energie?

    Elektrische Energie wird zum Betreiben von elektrischen Geräten gebraucht. Die Quelle unserer elektrischen Energie für den Haushalt befindet sich in den Generatoren der Kraftwerke, in denen durch Energieumwandlungen elektrische Energie entsteht. Durch elektrischen Strom wird diese Energie dann in die Haushalte transportiert.

    Welche Vorgänge gehören zu Lichtenergie?

    Auch in Licht ist Energie gespeichert, mit deren Hilfe man Gegenstände erwärmen kann. Laserlicht kann sogar so stark gebündelt werden, dass es noch energiereicher ist. In Solarzellen kann diese Lichtenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden.

    Welche Vorgänge gehören zu Inneren Energie?

    Unter diesem Begriff fasst man alle Energieformen im inneren eines Körpers zusammen. Man unterscheidet:

    • Thermische Energie,
    • Chemische Energie und
    • Kernenergie
       

    Bei Änderung der thermischen Energie ändert sich die Temperatur eines Körpers (zum Beispiel Reiben der Hände aneinander erzeugt Wärme). Energie, die durch chemische Reaktionen freigesetzt wird, bezeichnet man als chemische Energie (zum Beispiel in einer Batterie). Bei der Kernspaltung wird ein schwerer Atomkern in Kernbruchstücke und Neutronen zerteilt. Hierbei wird sehr viel Kernenergie frei, die in dem schweren Atomkern gespeichert war.

    Lernziele:

    • Kennen verschiedener Energieformen und nennen geeigneter Beispiele
    • „Energieverbrauch“ als falsche Alltagssprache anerkennen
    • Energieumwandlungen beschreiben
    • Mit Formel für mechanische Energieformen umgehen

    Aufgaben:

    • Beispiele für verschiedene Energieformen nennen
    • Energieketten aufstellen
    • Rechnungen mit Formeln der mechanischen Energieformen durchführen

    Arbeitsblätter und Übungen zu den Energieformen

    Energieformen 1

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