Lage-, Bewegungs- und Spannenergie wandeln sich ineinander um; ohne Reibung bleibt ihre Summe konstant, mit Reibung wird Energie als Wärme entwertet.
Bedeutung (Warum?)
Der Energieerhaltungssatz erspart die Bewegungsgleichungen: Zustand vorher = Zustand nachher. Er gilt für beliebige Bahnformen, weil nur Höhen und Geschwindigkeiten eingehen.
Nutzen (Wozu?)
Achterbahn, Pendel, Skater, Mountainbike über den Hügel (Prüfung 2023). Mit Reibung: Bilanz \(E_{\text{vor}}=E_{\text{nach}}+W_R\) → Reibungskraft bestimmen. Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 11.
Funktionsweise (Wie?)
Bezugsniveau wählen, Energien an zwei Stellen aufschreiben, gleichsetzen. Die Masse kürzt sich oft heraus (\(v=\sqrt{2gh}\)).
Praxisbeispiel (Wo?)
Wagen startet aus der Ruhe in 20 m Höhe, kommt unten mit \(15\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\) an (\(m=50\,\text{kg}\)): \(W_R=mgh-\tfrac12mv^{2}\approx9810-5625\,\text{J}\approx4200\,\text{J}\).
Merksatz
Ohne Reibung: Summe konstant. Mit Reibung: Bilanz mit W_R. Bezugsniveau frei wählbar, nur Differenzen zählen.
Ausführliche Erklärseiten mit Prüfungsbeispielen findest du unter FOS/BOS Physik. Im Aufgabengenerator (Schulart FOS/BOS → Fach Physik → Klasse 11) lassen sich zu diesem Thema beliebig viele Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg erzeugen.