Wissenstest, Mechanische Arbeit, Energie und Leistung

Zentrale Größen der Physik sind die Größen Energie, Arbeit und Leistung. Sie spielen auch weit über die Physik hinaus eine Rolle, insbesondere der Begriff Energie und solche damit zusammenhängenden Begriff wie Energieversorgung, Energieerhaltung, Energietransport oder Energieentwertung. Der Test dient der Prüfung grundlegender Kenntnisse über Energie, Arbeit und Leistung.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Energie, mechanische Arbeit und Leistung".

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Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wissenstest, Mechanische Arbeit, Energie und Leistung." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wissenstest-mechanische-arbeit-energie-und-leistung (Abgerufen: 20. May 2025, 15:06 UTC)

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Selbstorganisation

In der Natur kann man die Ausbildung vielfältiger Strukturen (Kristalle, Zellen, Wirbel, Wolkenformen) beobachten. Dabei bilden sich unter bestimmten Bedingungen aus zunächst unstrukturierten oder wenig strukturierten Zuständen Strukturen heraus. Da diese Vorgänge von selbst ablaufen, wenn die erforderlichen Bedingungen vorliegen, spricht man von Selbstorganisation. Die Theorie der Selbstorganisation, die ab etwa 1970 entwickelt wurde, bezeichnet man auch als Synergetik. Gegenstand der Synergetik ist die Erforschung der spontanen Bildung von Strukturen. Selbstorganisation bedeutet eine Erhöhung der Ordnung im System, die mit einer Entropieminderung verbunden ist.

Feldstärke und dielektrische Verschiebung

Elektrische Felder können mithilfe von Feldlinienbildern beschrieben werden. Zur ihrer quantitativen Beschreibung nutzt man die feldbeschreibenden Größen elektrische Feldstärke und dielektrische Verschiebung. Die elektrische Feldstärke E ist definiert als Quotient aus der Kraft F, die das Feld auf einen positiv geladenen Probekörper ausübt, und dessen Ladung Q:
$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{Q}$
Die dielektrische Verschiebung D (Verschiebungsdichte) ist ein Maß für die auf einer Fläche im elektrischen Feld durch Influenz hervorgerufenen Ladung:
$D = \frac{Q}{A}$
Beide Größen sind durch die elektrische Feldkonstante und die Permittivitätszahl miteinander verbunden:
$\vec{D} = ε_{0} \cdot ε_{r} \cdot \vec{E}$
Bevorzugt wird mit der elektrischen Feldstärke gearbeitet.

Lenzsches Gesetz

HEINRICH FRIEDRICH EMIL LENZ (1804-1865) entdeckte 1833 bei seinen Untersuchungen zum elektrischen Strom und zu der von MICHAEL FARADAY (1791-1867) erforschten elektromagnetischen Induktion, dass die Richtung des Induktionsstromes nicht zufällig ist. Sie steht vielmehr in ursächlichem Zusammenhang mit der jeweiligen Ursache für das Entstehen einer Induktionsspannung. Es gilt:

Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt.

Dieses Gesetz, das nichts anderes ist als der Energieerhaltungssatz für die elektromagnetische Induktion ist, wird nach seinem Entdecker als lenzsches Gesetz oder lenzsche Regel bezeichnet.

Elektrisches Potenzial und elektrische Spannung

Ähnlich wie beim Gravitationsfeld wird auch beim elektrischen Feld ein Potenzial definiert. Unter dem elektrischen Potenzial eines Punktes versteht man den Quotienten aus der potenziellen Energie in diesem Punkt und der Ladung des Körpers. Sein Betrag hängt nur vom Ort und von der felderzeugenden Ladung ab. Das Potenzial ist demzufolge geeignet, ein Feld zu beschreiben. Das kann auch grafisch mit Äquipotenziallinien in der Ebene oder Äquipotenzialflächen im Raum erfolgen.
Die elektrische Spannung zwischen zwei beliebigen Punkten eines elektrischen Feldes ist gleich der Potenzialdifferenz zwischen diesen beiden Punkten.

Elektrisches Feld

Das elektrische Feld ist ein bestimmter Zustand des Raumes um einen geladenen Körper. Ein solches elektrisches Feld ist mit unseren Sinnesorganen nicht wahrnehmbar. Es ist aber an seinen Wirkungen erkennbar. Ein elektrisches Feld ist dadurch gekennzeichnet, dass auf andere elektrisch geladene Körper, die sich in ihm befinden, Kräfte ausgeübt werden.
Elektrische Felder können mit dem Modell Feldlinienbild veranschaulicht werden, das auf MICHAEL FARADAY (1791-1867) zurückgeht. Dabei kann man zwischen homogenen und inhomogenen Feldern unterscheiden.
Elektrische Felder können auch mit den Feldgrößen elektrische Feldstärke und dielektrische Verschiebung beschrieben werden.

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