potentielle Energie eines Massestücks auf der Erde

    • wuerstchenwilli
      wuerstchenwilli
      Black
      Dabei seit: 07.04.2008 Beiträge: 18.990
      und weiter gehts...

      Ein Kilogrammstück ruht auf der erdoberfläche und soll um 6370 km (erdradius) gehoben werden.

      a) Welche potentielle energie hat es auf der Erdoberfläche?

      Lösung soll sein: E = -G*M/R = -6,26*10^7 Joule

      die selbe Gleichung steht in meiner Formelsammlung als Gravitationpotential. Allerdings hat das Ergebnis hier die Einheit J/kg!!!

      Nur die Einheiten gerechnet komme ich auf folgendes Ergebnis:

      G = m³/kg*s²
      M = kg
      R = m

      m³*kg/m*s² = m²/s² = kg*m²/s² * 1/kg = J/kg also hat die Formelsammlung recht und die Lösung ist falsch?

      Abgesehen davon: warum ist die Energie negativ?
  • 6 Antworten
    • HAVVK
      HAVVK
      Bronze
      Dabei seit: 29.12.2005 Beiträge: 18.486
      da als Objekt ausgerechnet ein Kilogrammstück gewählt wurde, ist 6,26*10^7 schonmal der richtige Wert für beide Größen :D

      wie du aber richtig festgestellt hast, kann die Energie - Einheit J - nur über die Formel

      E=G * M * m / R

      berechnet werden und die angegebene Formel ist in der Tat fürs Gravitationspotential - Einheit J/kg

      PS: und was war b)? ^^
    • Dougles
      Dougles
      Bronze
      Dabei seit: 18.03.2008 Beiträge: 874
      Wie HAVVK schon gesehen hat ist die Lösung E = -G*M/R für die potentielle Energie falsch.
      In der Physk werden die Begriffe Potential und potentieller Energie aber gerne synonym verwendet.

      Abgesehen davon: warum ist die Energie negativ?


      Warum denn nicht? Ich hoffe nicht, dass du bei irgendwem gelernt hast die Energie sein immer >=0
    • wuerstchenwilli
      wuerstchenwilli
      Black
      Dabei seit: 07.04.2008 Beiträge: 18.990
      Original von Dougles

      Warum denn nicht? Ich hoffe nicht, dass du bei irgendwem gelernt hast die Energie sein immer >=0
      Ich denke es ist wie immer eine Frage des Bezugsystems. Wenn ich aber ein Massestück anebe, dann denke ich erstmal daran, dass es mit potentieller Energie geladen wird, die es bspw. in Form von kinetischer Energie (beim Fallen lassen) wieder abgeben kann.
    • Dougles
      Dougles
      Bronze
      Dabei seit: 18.03.2008 Beiträge: 874
      Es ist einfach eine Frage der Konvention, und die ist hier mit dem Minuszeichen.
    • Kugelfang
      Kugelfang
      Bronze
      Dabei seit: 24.05.2005 Beiträge: 5.942
      Dieses, bei Energie ist die Frage immer, wo leg ich das Nullniveau hin.

      Bei 0815-Schulphysikaufgaben legt man es halt auf 0 Höhenmeter, heb ich die Masse an bekomme ich positive Potentialenergie.
      Bei Gravitation ist es aber praktischer, das Nullniveau "ins unendliche" zu legen, die Masse erreicht dann 0 potentielle Energie, wenn es das Gravitationsfeld verlässt.

      Hebt man eine mass an, erhöht sich das potenzial ja genauso, ob nun von -y auf -x oder von 0 auf z ist egal.
    • victor0891
      victor0891
      Bronze
      Dabei seit: 03.01.2009 Beiträge: 472
      Es ist in der Astrophysik angenehmer, dass Nullniveau "in die unendlichkeit" zu legen. Wenn ein Objekt dann eine negative Gesamtenergie hat (Gesamtenergie = potentielle + kinetische Energie), dann ist es an den Himmelskörper gebunden und kann nicht fliehen.

      So berechnest du auch z.B ganz einfach die Fluchtgeschwindigkeit.