Potenzielle Energie: Unterschied zwischen den Versionen

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Der Begriff potenzielle Energie (Lageenergie) weist dem geladenen oder mit Masse behafteten Körper eine [[Energie]] zu, die eigentlich im elektromagnetischen oder Gravitationsfeld gespeichert ist. So schreibt man jedem Körper auf der Erde eine potenzielle Energie bezüglich einer bestimmten Höhe zu. Oder man sagt, dass das Elektron des Wasserstoffatoms eine (negative) potenzielle Energie besitze. In beiden Fällen handelt es sich aber um eine Energieänderung des Gravitations- bzw. des elektromagnetischen Feldes, die durch die Verschiebung des fraglichen Körpers hervorgerufen worden ist.
Der Begriff potenzielle Energie (Lageenergie) weist dem geladenen oder mit Masse behafteten Körper eine [[Energie]] zu, die eigentlich im [[elektromagnetisches Feld|elektromagnetischen]] oder [[Gravitationsfeld]] gespeichert ist. So schreibt man jedem Körper auf der Erde eine potenzielle Energie bezüglich einer bestimmten Höhe zu. Oder man sagt, dass das Elektron des Wasserstoffatoms eine (negative) potenzielle Energie besitze. In beiden Fällen handelt es sich aber um Energie des Gravitations- bzw. des elektromagnetischen Feldes, die durch die Verschiebung des fraglichen Körpers verändert werden kann.


Die potenzielle Energie ist ein nützlicher Begriff, wenn einzelne Körper in statischen Feldern zu untersuchen sind. Dann kann die potenzielle Energie als Masse mal [[Gravitationspotenzial]] oder als Ladung mal [[elektrisches Potenzial]] geschrieben werden. Für einfache Geometrien kann das Potenzial als Formel gegeben werden. Der [[Energieerhaltungssatz der klassischen Mechanik]] ist das wichtigste Anwendungsgebiet der potenziellen Energie.
Die potenzielle Energie ist ein nützlicher Begriff, wenn einzelne Körper in statischen Feldern zu untersuchen sind. Dann kann die potenzielle Energie als Masse mal [[Gravitationspotenzial]] oder als Ladung mal [[elektrisches Potenzial]] geschrieben werden

<math>W_G = m \varphi_G</math>

<math>W_E = Q \varphi_E</math>

Bei Feldern mit einer gewissen Symmetrie kann das Potenzial mit einer Formel beschrieben werden


{|border ="1"
!width = "200"|Struktur
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|-
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|kugelsymmetrisches Feld
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|-
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|Potenzialnullpunkt bei r<sub>0</sub>
|}
Der [[Energieerhaltungssatz der klassischen Mechanik]] ist das wichtigste Anwendungsgebiet der potenziellen Energie.

Version vom 17. August 2006, 08:04 Uhr

Der Begriff potenzielle Energie (Lageenergie) weist dem geladenen oder mit Masse behafteten Körper eine Energie zu, die eigentlich im elektromagnetischen oder Gravitationsfeld gespeichert ist. So schreibt man jedem Körper auf der Erde eine potenzielle Energie bezüglich einer bestimmten Höhe zu. Oder man sagt, dass das Elektron des Wasserstoffatoms eine (negative) potenzielle Energie besitze. In beiden Fällen handelt es sich aber um Energie des Gravitations- bzw. des elektromagnetischen Feldes, die durch die Verschiebung des fraglichen Körpers verändert werden kann.

Die potenzielle Energie ist ein nützlicher Begriff, wenn einzelne Körper in statischen Feldern zu untersuchen sind. Dann kann die potenzielle Energie als Masse mal Gravitationspotenzial oder als Ladung mal elektrisches Potenzial geschrieben werden

[math]W_G = m \varphi_G[/math]

[math]W_E = Q \varphi_E[/math]

Bei Feldern mit einer gewissen Symmetrie kann das Potenzial mit einer Formel beschrieben werden


Struktur Gravitationsfeld elektrisches Feld Bemerkung
homogenes Feld [math]\varphi_G = g h[/math] [math]\varphi_E = E s[/math] konstante Feldstärke
kugelsymmetrisches Feld [math]\varphi_G = -G \frac {m}{r}[/math] [math]\varphi_E = \frac {1}{\4 \pi \epsilon_0} \frac {Q}{r}[/math] Potenzialnullpunkt im Unendlichen
zylindersymmetrisches Feld nicht möglich [math]\varphi_E = \frac {1}{\2 \pi \epsilon_0} \frac {ln(r)}{ln(r_0)}[/math] Potenzialnullpunkt bei r0

Der Energieerhaltungssatz der klassischen Mechanik ist das wichtigste Anwendungsgebiet der potenziellen Energie.