Arbeit, kinetische und potentielle Energie

Arbeit, kinetische und potentielle Energie sind ziemlich populär. Entsprechend verschieden werden diese Begriffe verwendet. In der Physik ist Arbeit nur im Zusammenhang mit einem mechanischen Vorgang erklärbar. Der Begriff Arbeit macht nur im Zusammenhang mit Kraft oder Drehmoment Sinn; die Arbeit ist die Energie, die ein Körper zusammen mit dem Impuls und dem Drehimpuls austauscht.

Unter kinetischer Energie versteht man die Energie, die ein Körper zusammen mit dem Impuls speichert. Die kinetische Energie wird freigesetzt, sobald ein Körper in den Zustand der Ruhe überführt wird, d.h. bei jedem Bremsvorgang fällt der Impuls geschwindigkeitsmässig hinunter und setzt Energie zwischen Körper und Bezugssystem frei. Die potentielle Energie wird im elektromagnetischen oder im Gravitationsfeld gespeichert. Weil man der Gewichtskraft bzw. der elektrischen Kraft direkt keine Arbeit zuschreibt, bucht man die zugehörige Energie als potentielle auf das Konto des Körpers.

Die kinetische Energie hängt von der Bewegung des Bezugssystems ab. Diese scheinbare Willkür hat eine tiefe physikalische Ursache. Die Masse oder Energie eines Protons, das aus den Weiten des Alls mit beinahe Lichtgeschwindigkeit in die Atmosphäre eintritt, kann von der Erde aus gesehen das Tausendfache der Ruhemasse (Ruheenergie) betragen. Von einem mit fliegendes Raumschiff aus würde man aber nur die bekannte Ruhemasse messen. Ähnlich verhält es sich mit dem der potentiellen Energie, deren absoluten Wert wir erst mit der Wahl des Potenzialnullpunktes setzen. Weil sowohl die kinetische als auch die potentielle Energie vom Beobachter und seiner Wahl abhängen, nennt man diese beiden Grössen äussere Energieformen. Die Energie, die dem Körper per se zugeschrieben werden kann, heisst innere Energie.

Bewegung im Graviationsfeld

Achterbahn

Arbeit, kinetische und potentielle Energie sind populäre Begriffe. Entsprechend variantenreich sind die zugehörigen Definitionen. In der Physik ist Arbeit kein eigenständiger Begriff. Die Arbeit ist über der Kraft oder auch über dem Drehmoment definiert.

Die kinetische Energie ist die Energie, die zusammen mit dem Impuls von einem Körper gespeichert wird. Die kinetische Energie wird freigesetzt, sobald ein Körper in den Zustand der Ruhe überführt wird. Bei jedem Bremsvorgang fällt der Impuls geschwindigkeitsmässig hinunter und setzt die kinetische Energie zwischen Körper und Bezugssystem frei. Die potentielle Energie wird im elektromagnetischen oder im Gravitationsfeld gespeichert. Weil man der Gewichtskraft bzw. der elektrischen Kraft keine Arbeit zuschreibt, bucht man die potentielle Energie direkt auf das Konto des Körpers.

Die kinetische Energie hängt von der Bewegung des Bezugssystems und die potentielle von der Wahl des Potenzialnullpunktes ab. Diese scheinbare Willkür hat aber eine tiefe physikalische Ursache. Die Masse eines Protons, das aus den Weiten des Alls mit beinahe Lichtgeschwindigkeit auf die Erde stürzt, kann von der Erde aus gesehen das Tausendfache der Ruhemasse besitzen