Mechanische Energieströme

Die Physik der dynamischen Systeme unterscheidet zwischen zugeordnetem Energiestrom und Prozessleistung. Der zugeordnete Energiestrom tritt meist im Zusammenhang mit der Bilanz bezüglich eines Systems auf. Die Prozessleistung untersucht man immer dann, wenn es um einen Energieumsatz geht. Bei elektrischen Stromkreisen verwendet man meist nur den Begriff Prozessleistung (P = UI ). In der Thermodynamik wird praktische nur mit dem Begriff des zugeordneten Energiestromes (Wärmestrom) argumentiert.

Die Mechanik lässt sich nicht so einfach in das allgemeine Schema der systemdynamischen Analyse pressen. Dafür sind mehrere Gründe verantwortlich. Die Mechanik kennt sechs skalare bilanzierfähige Mengen, nämlich den Impuls und den Drehimpuls. Diese Mengen können leitungsartig (stromartig)und quellenartig transportiert werden. Zudem ist die Mechanik zuerst als reine Bewegungslehre ohne Bezug zu irgendwelchen Prozessen formuliert worden. Dennoch lohnt es sich, die Begriffe Prozessleistung und zugeordneter Energiestrom auch in der Mechanik zu untersuchen.

Translation

Durch ein gespanntes Seil fliesst ein Impulsstrom. Orientiert man die x-Achse längs des Seils, fliesst der x-Impuls mit einer bestimmten Stärke in negative Richtung. Sehen wir zum Beispiel bei einem Spaziergang im Wald ein Drahtseil, das quer über die Strasse gespannt ist, wissen wir erst wenn sich das Seil bewegt, auf welcher Seite des Seils sich die Seilwinde befindet und auf welcher Seite der Baum befestigt ist. Die Richtung des zugeordneten Energiestromes hängt im Gegensatz zur Richtung des Impulsstromes nicht von der Wahl des Koordinatensysems ab, weil sich sowohl das Vorzeichen der Menge (Impuls) als auch des Potenzials (Geschwindigkeit) mit dem Umdrehen der Bezugsachse ändert

[math]I_W = v_x I_{px}[/math]