Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
a Energie kann umgewandelt, transportiert, gespeichert und entwertet werden.
b Die Batterie speichert chemische Energie. Schließt man ein Gerät an, wird die Energie umgewandelt.
Das Brot speichert auch chemische Energie. Isst man das Brot, wird die Energie umgewandelt.
Ein Aufziehauto mit gespannter Feder speichert Spannenergie, die dann in Bewegungsenergie umgewandelt werden kann. Auf der Fahrt transportiert das Auto Energie. Sobald es zum Stillstand, kommt, wurde die gesamte Energie durch Reibung entwertet.
a Ist ein Körper in Bewegung, besitzt er Bewegungsenergie.
Ist ein Körper elastisch verformt, besitzt er Spannenergie.
Lageenergie besitzt ein Körper aufgrund seiner Position. Je höher und je schwerer er ist, desto größer ist seine Lageenergie.
b Weitere Energieformen sind zum Beispiel Licht, Wärme und chemische Energie.
c Beide Tiere befinden sich etwa gleich weit über dem Erdboden. Die Katze ist aber deutlich schwerer als der Vogel und besitzt deshalb eine größere Lageenergie.
d Da die Katze den Ast elastisch verformt, ist im Ast Spannenergie gespeichert. Bewegen sich Ast, Katze oder Vogel, spielt Bewegungsenergie eine Rolle. Der Wind transportiert Bewegungsenergie und überträgt diese auf die Blätter vom Baum.
Der Brocken ist mit 1142 m Höhe deutlich niedriger als das Nebelhorn mit 2224 m. Die Lageenergie des Bergsteigers war daher auf dem Nebelhorn deutlich höher, als auf dem Brocken. Aber je nachdem, auf welcher Höhe der Bergsteiger jeweils mit dem Aufstieg begonnen hat, kann es sein, dass er beim Aufstieg in beiden Fällen die gleiche Lageenergie hinzugewonnen hat, zum Beispiel wenn er in beiden Fällen 1000 Höhenmeter überwunden hat.
Am Start, bevor sie losfahren, haben alle die gleiche Bewegungsenergie, nämlich keine (0 J).
Wenn sich die Schlitten bewegen, dann können alle drei nur dann die gleiche Bewegungsenergie haben, wenn der deutlich schwerere Vater sehr viel langsamer ist als die Kinder.
a Bei einer Energieumwandlung wird eine Energieform durch einen Energiewandler in eine andere Energieform umgewandelt.
b 
c Startet das Flugzeug, wird die chemische Energie des Treibstoffs in Bewegungsenergie und Lageenergie umgewandelt.
Springt der Fallschirmspringer aus dem Flugzeug, fällt er zunächst immer schneller. Seine Lageenergie wird in Bewegungsenergie umgewandelt. Öffnet er den Fallschirm wird ein großer Teil der Bewegungsenergie durch den Luftwiderstand entwertet. Landet der Springer am Boden, wurden seine Lageenergie und seine Bewegungsenergie vollständig entwertet.
a Im Kerosin ist chemische Energie gespeichert. Beim Start wird diese in Bewegungsenergie und dann in Lageenergie umgewandelt. Auf 11 000 m Höhe besitzt das Flugzeug alle drei Energieformen: Chemische Energie im Tank, Bewegungsenergie und Lageenergie.
b ((Grafik))
a Energie kann niemals erzeugt werden oder verloren gehen. Sie wird nur von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt.
b Auch wenn der Skater auf der anderen Seite der Half-Pipe wieder die gleiche Höhe (z.B. 2 m) erreicht, erleidet auch er Energieverlusste durch Reibung. Diese Verlusste gleicht der Skater aus, indem er mit seiner Muskelkraft Energie zuführt. Die Energiemenge, die der Skater hinzufügen muss, entspricht genau der Energiemenge, die durch Energieentwertung in Form von Reibung verloren geht. Somit gilt auch für den Skater der Energieerhaltungssatz.
c Mögliche Beispiele: Fährt man auf ebener Strecke Fahrrad, muss man ständig treten. Die Bewegungsenergie geht scheinbar ständig verloren. Ursache hierfür sind die Reibung und der Luftwiderstand.
Betreibt man eine Taschenlampe mit einer Batterie, ist diese irgendwann leer und das Licht geht aus. Scheinbar ist die chemische Energie aus der Batterie verschwunden. Sie wurde jedoch in Licht und Wärme umgewandelt und so entwertet.
Heizt man im Winter einen Raum und schaltet abends die Heizung aus, ist der Raum morgens deutlich kälter. Die Energie der Heizung scheint verschwunden, sie hat aber die Umwelt erwärmt.
d Die Idee der Maschine ist: Die Kugeln in der Maschine rollen nach unten und treiben so die Maschine an. Durch die entstehende Bewegung dreht sich das Rad und trägt die Kugeln wieder nach oben. Gäbe es keine Reibung, die ständig Energie in Form von Wärme entwertet, würde die Maschine immer weiterlaufen. Das ist aber nicht möglich.