Fallenergie berechnen


Physik


m·g·h ist die Formel: als Fallenergie bezeichnet man diejenige Bewegungsenergie (kinetische Energie), die ein Objekt mit der Masse m Kilogramm hat, wenn h Meter tief gefallen ist. Fall- und Höhenenergie meinen also vom Zahlenwert her dasselbe. Das ist hier mit einem Zahlenbeispiel kurz erklärt.

Ein fallender Stein als Beispiel


Man nimmt einen Stein von 5 kg Masse und hält ihn etwas über den Kopf. Dann hat er eine Höhe über dem Boden von etwa 2 Metern. Er hat jetzt eine Höhenenergie von 5 kg mal 2 Metern mal 9,81 m/s² (Erdbeschleunigung). Lässt man den Stein fallen, wandelt sich die Höhenergie immer mehr in Bewegungsenergie um. Kurz bevor der Stein auf dem Boden aufschlägt, ist die gesamte Höhenenergie umgewandelt in Bewegungsenergie, das heißt hier Fallenergie. Ausgerechnet sind es 98,1 Joule.

Tipps zum Rechnen mit den Einheiten


Ein sicheres Verfahren, um am Ende immer die richtige Einheit zu erhalten ist das Rechnen mit SI-Einheiten. Die SI-Einheiten sind die Standard-Grundeinheiten: Meter, Kilogramm, Sekunde etc. sowie alle Einheiten, die daraus abgeleitet sind, z. B. Joule, Newton und so weiter. Nun nutzt man das Gesetz, dass immer eine SI-Einheit herauskommt, wenn man vorher auch nur SI-Einheiten eingesetzt hat. Wenn man also für die Fallenergie nur Kilogramm, Meter und Meter pro Sekunde hoch zwei (9,81 m/s²) einsetzt, dann ist die Einheit des Ergebnisses sicher auch => Joule

Sind 98,1 Joule viel?


Ja, ein Vorschlaghammer hat beim Aufschlagen vielleicht 50 Joule, ein sehr großes (tödliches) Hagelkorn etwas mehr als 100 Joule und eine sicher tödliche Gewehrkugel zum Beispiel 480 Joule. Lies mehr zu solchen Vergleichen unter => Bewegungsenergien