Potentielle Energie (Lagehöhe)
Die potentielle Energie (Lageenergie) eines Körpers der Masse m in der Höhe h im homogenen Gravitationsfeld g.
Formel
E_{pot} = m \cdot g \cdot hVariablen & Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| E_pot | Potentielle Energie | J |
| m | Masse | kg |
| g | Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) | m/s² |
| h | Höhe über Referenzniveau | m |
Herleitung & Hintergrund
Gilt exakt nur in homogenen Gravitationsfeldern (Näherung auf Erdoberfläche). Für große Höhen: E_pot = -G·M·m/r (allgemeine Form). Der Energieerhaltungssatz: E_kin + E_pot = const. (für konservative Kräfte).
Rechenbeispiel
Bergsteiger (m = 80 kg) auf 3.000 m Höhe: E_pot = 80 × 9,81 × 3.000 ≈ 2,35 MJ — Energie eines Sprengstoffpakets.
Anwendungsgebiete
Pumpspeicherkraftwerke, Fallturm-Experimente, Brückenstatik, Raumfahrt
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel Epot = mgh? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Die potentielle Energie (Lageenergie) eines Körpers der Masse m in der Höhe h im homogenen Gravitationsfeld g.. E_pot: Potentielle Energie (J); m: Masse (kg); g: Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) (m/s²); h: Höhe über Referenzniveau (m).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Tipler, P.A., & Llewellyn, R.A. (2020). Modern Physics. Freeman.
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