/ Physik

Energie, Arbeit & Leistung

Mechanische Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad, kinetische und potentielle Energie, Spannenergie, Rotationsenergie, Impuls und Trägheitsmomente — die zentralen Größen der klassischen Mechanik mit Variablen-Umstellung und SI-Einheiten.

11 Rechner in dieser Kategorie, jeweils mit automatischer Variablen-Umstellung.

P01

Mechanische Arbeit

Berechnet die Arbeit W einer konstanten Kraft F entlang eines geraden Weges s in Kraftrichtung: W = F · s.

P02

Leistung

Leistung P ist verrichtete Arbeit W pro Zeit t: P = W / t. Einheit Watt (1 W = 1 J / s).

P03

Wirkungsgrad

Verhältnis von abgegebener Nutzleistung P_ab zu zugeführter Gesamtleistung P_zu. Liegt physikalisch immer zwischen 0 und 1 (entsprechend 0 % und 100 %).

P04

Kinetische Energie

Bewegungsenergie eines Körpers der Masse m mit Geschwindigkeit v: E_kin = ½ · m · v².

P05

Potentielle Energie

Lageenergie eines Körpers im homogenen Schwerefeld der Erde: E_pot = m · g · h, mit g = 9,80665 m/s².

P06

Spannenergie (Feder)

In einer linearen Feder mit Federkonstante k bei Auslenkung x gespeicherte Energie: E_sp = ½ · k · x².

P07

Rotationsenergie

Kinetische Energie einer Drehbewegung um eine feste Achse: E_rot = ½ · I · ω², mit Trägheitsmoment I und Winkelgeschwindigkeit ω.

P08

Impuls

Impuls eines Massenpunkts: p = m · v. Bewegungsgröße der Newtonschen Mechanik, vektorielle Erhaltungsgröße im abgeschlossenen System.

P09

Impulserhaltung

Eindimensionaler Stoß zweier Körper: m₁ · v₁ + m₂ · v₂ = m₁ · v₁' + m₂ · v₂'. Auflösbar nach einer der beiden Geschwindigkeiten nach dem Stoß.

P10

Trägheitsmoment (Vollzylinder)

Trägheitsmoment eines homogenen Vollzylinders um seine Symmetrieachse: I = ½ · m · r².

P11

Trägheitsmoment (Vollkugel)

Trägheitsmoment einer homogenen Vollkugel um eine Achse durch den Mittelpunkt: I = ⅖ · m · r².