Erhaltungssätze der Mechanik:
Im Folgenden erhältst du eine Zusammenfassung zum Thema: Erhaltungssätze der Mechanik
Abb. Der freie Fall – potenzielle Energie in kinetische Energie
Übersicht:
Wir unterscheiden folgende Erhaltungssätze der Mechanik:
– Erhaltung der Energie
– Ladungserhaltung
– Impulserhaltung
– Drehimpulserhaltung
– Massenerhaltung
Erhaltung der Energie:
Unter dem Erhaltungssatz der Energie versteht man den Umstand, dass Energie weder erzeugt noch verbraucht werden kann, sondern lediglich in eine andere Energieform umgewandelt wird.
Anders formuliert bleibt die Summe aus potentieller (Lageenergie) und kinetischer Energie (Bewegungsenergie) in einem abgeschlossenen System konstant.
z.B. Beim Freien Fall wird potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Formel des Erhaltungssatzes der Energie:
Ladungserhaltung:
Die Summe aller Ladungen (elektrische Ladungen, Farbladungen, etc.) bleibt in einem abgeschlossenen System konstant.
z.B. Wenn geladene Teilchen erzeugt oder vernichtet werden, geschieht dies immer in gleichen Mengen mit entgegengesetztem Vorzeichen.
Formel der Ladungserhaltung:
Impulserhaltung:
Auch wenn sich Einzelimpulse ändern, bleibt der Gesamtimpuls der Vektorsumme in Betrag und Richtung in einem abgeschlossenen System konstant.
Übertragen auf das 1. Axiom von Newton bedeutet dies, dass wenn auf das Teilchen keine äußere Kraft einwirkt, dann bleibt die Geschwindigkeit in Betrag und Richtung ebenfalls konstant.
Formel der Impulserhaltung:
Drehimpulserhaltung:
Die Summe aller Drehimpulse (rotierender Körper) bleibt in einem abgeschlossenen System konstant, auch wenn sich die Einzelimpulse ändern.
Formel der Drehimpulserhaltung:
Massenerhaltung:
Die Massenerhaltung ist im engeren Sinne kein Erhaltungssatz, da beim Zerfällen von Atomkernen Masse in Energie umgewandelt wird.
Die Massenerhaltung gilt aber für die Ruhemasse.
Unter der Ruhemasse versteht man die Masse, die ein Teilchen annimmt, wenn es in absoluter Ruhe ist.
Formel der Massenerhaltung:
Hier erhältst du noch zusätzliche Informationen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Erhaltungssatz
PDF-Blätter zum Ausdrucken:
- Mechanik Erhaltungssätze Merkblatt
- Mechanik Erhaltungssätze Übungsblatt
- Erhaltungssätze Mechanik Übungsblatt 2
Tests:
- Drehimpuls- und Massenerhaltung Test
- Erhaltungssatz der Energie Test
- Ladungs- und Impulserhaltung Test
- 10 Fragen zu Erhaltungssätze der Mechanik