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Spannenergie

Physik

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Basiswissen｜ Beispiele｜ Berechnung｜ Anwendung｜ Kann Spannenergie gefährlich sein?｜ Fußnoten


Basiswissen


Man zieht einen Gummi auseinander und lässt ihn dann plötzlich los: er schlägt dann wild um sich. Die Energie, die er zum Schlagen dann benötigt, hat man vorher beim Auseinanderziehen als Spannenregie in den Gummi hineingesteckt. Das ist hier näher erklärt.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Man sieht das Gemälde eines chineischen Bogenschützen.☛


Beispiele


  • Man nimmt einen starken Gummi und zieht ihn sehr lange.
  • Wenn man ihn plötzlich gehen lässt, dann schlägt er gefährlich um sich.
  • Der gleiche Effekt tritt auch bei Drahtsteilen mit tödlichem Ausgang auf.
  • Die Energie für die wilde Bewegung war vorher als Spannenergie gespeichert.

Berechnung


  • Die Spannenergie in Joule ist gleich der Arbeit, die man zum Spannen benötigt.
  • Kurz: Spannkraft mal dadurch neu gespannte Strecke.

Anwendung


  • Bogenschützen nutzen die Spannenergie:
  • Sie Spannen den Bogen, und speichern in ihm Energie.
  • Lösen sie die Spannung, geht die Energie blitzschnell in den Bogen über.
  • Aus der Spannenergie wird dann kinetische Energie des fliegenden Bogens.

Kann Spannenergie gefährlich sein?


  • Ja, sehr:
  • In Tagebauen zog man früher mit Lastraupen schwere Gegenstände über den Boden.
  • Man befestigte ein Drahtseil an das Fahrzeug und zog damit z. B. Transformatoren.
  • Dabei wurde die Gegenstände über den Boden (oft Sand, Kohle, Lehm) geschleift.
  • An dem Drahtseil zogen sehr starke Kräfte, die es etwas ausdehnten.
  • Riss das Drahtseil, wurde die Spannenergie schlagartig freigesetzt.
  • Die Folge war ein wild um sich schlagenes Metallseil.
  • Dadurch wurden schwere, auch tödliche Unfälle verursacht.

Fußnoten


  • [1] "Die Spannenergie […] einer Feder mit der Federkonstanten D, die vom entspannten Zustand um die Strecke s ausgelenkt wird, beträgt […] ½·D·s²". In: Dorn.Bader. Physik SII Gesamtband Gymnasium. Westermann Bildungsmedien. Braunschweig. 2023. ISBN: 978-3-14-152376-8. Dort im Kapitel "2.1 Energieformen und Energieerhaltung" der Abschnitt "Spannenergie" auf Seite 71. Siehe auch Spannenergie ↗
  • [2] "Die Spannenergie oder potenzielle Federenergie einer Feder mit der Federkonstanten D, die vom entspannten Zustand um die Strecke gespannt wird, beträgt […] ½Ds²". Als Abkürzung für die Spannenergie wird ein großes E mit einem rechts tiefgtestellten großen S verwendet. In: Metzler Physik. 5. Auflage. 592 Seiten. Westermann Verlag. 2022. ISBN: 978-3-14-100100-6. Dort im Kapitel "1.3.2 Kinetische und potenzielle Energie" der Abschnitt "Spannenergie oder potenzielle Federenergie" auf Seite 65. Siehe auch potentielle Energie ↗