Erhaltung von Energie, Impuls und Drehimpuls

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Erhaltung von Energie, Impuls und Drehimpuls. Inhalt. Zusammenfassung der Erhaltungssätze: Impulserhaltung Drehimpulserhaltung Energieerhaltung Reversible Vorgänge Irreversible Vorgänge. Energie und Impuls, Drehimpuls einzelner Massen.
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Erhaltung von Energie, Impuls und DrehimpulsInhaltZusammenfassung der Erhaltungssätze:
  • Impulserhaltung
  • Drehimpulserhaltung
  • Energieerhaltung
  • Reversible Vorgänge
  • Irreversible Vorgänge
  • Energie und Impuls, Drehimpuls einzelner MassenAlle Erhaltungsgrößen sind additiv: Fügt man zwei Systeme zusammen, dann addieren sich die entsprechenden Größen Energie vieler Teilchen, die sich ohne Vorzugsrichtung bewegen („Wärme“)*Energie in Form von Wärme kann nur zum Teil in andere Formen der Energie gewandelt werdenEnergie- und Impuls von PhotonenKonstantenEnergie elektrisch geladener TeilchenZum Aufbau elektrischer und magnetischer Felder muss Ladung in elektrischen Feldern verschoben werden, deshalb kann die Energie zum Feld-Aufbau auch in Schritten von dW = U ·dq angeben werden Erhaltungssätze
  • Wirken auf ein abgeschlossenes System von N Massenpunkten keine äußeren Kräfte, dann gilt:
  • *Unterschiedliche Formen der Energie können ineinander verwandelt werdenUnterschiede in der Art des Energieaustauschs: reversible und irreversible VorgängeVorgänge ohne oder nur wenig Austausch mit Energie in Form von Wärme sind in der Technik besonders wertvoll, weil sie beliebig oft wiederholbar sind:
  • In reversiblen Vorgängen werden nur vollständig ineinander umwandelbare Energien ausgetauscht
  • z. B. elastischer Stoß
  • Anregung von Schwingungen
  • Bei irreversiblen Vorgänge wird ein Teil der Energie in Wärme verwandelt
  • z. B. inelastischer Stoß
  • Bewegung mit Reibung
  • Irreversible Vorgänge können nur wiederholt werden, solange noch genügend nicht in Wärme umgewandelte Energie zur Verfügung stehtZusammenfassungBei allen Vorgängen innerhalb eines „geschlossenen Systems“ gibt es additive Größen, deren Summe zeitlich konstant bleibt:
  • Die Impulse (Impulserhaltung)
  • Die Drehimpulse (Drehimpulserhaltung)
  • Die Energie (Energieerhaltung)
  • Nach Art der bei den Vorgängen ausgetauschten Formen der Energie unterscheidet man:
  • Reversible Vorgänge, z. B. elastischer Stoß: Es werden nur vollständig ineinander umwandelbare Energien ausgetauscht
  • Irreversible Vorgänge, z. B. inelastischer Stoß: Ein Teil der Energie wird in Wärme verwandelt
  • Weitere Erhaltungssätze gibt es für Teilchenzahlen
  • Finis
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