Potentielle Energie - Lageenergie

In der Mechanik gibt es neben den „aktiven“ Energien, wie zum Beispiel Bewegungen, noch „potentielle“ Energien. Sie sind sozusagen ein Speicher für Energie und können diese wieder freigeben.

Merke

Die potentielle Energie eines Körpers ist die Energie, die allein durch seine Lage in einem Kraftfeld bestimmt wird.

Lageenergie

Die potentielle Energie nennt man auch Lageenergie. Grundlegend ist die Aussage:

Lageenergie

Ein Körper, der sich höher als ein anderer befindet, hat mehr potentielle Energie, die er im freien Fall in kinetische Energie umwandeln könnte.

Herleitung

Um diesen Zusammenhang besser zu beschreiben, schauen wir uns die Formel für Energie mal genauer an:

$\Delta E=\color{blue}{F}\cdot s$ $=\color{blue}{m\cdot a}\cdot s$

Die Energie entspricht einer Kraft über einer gewissen Strecke. Folgende Werte sind uns bereits bekannt.

Unsere Masse bleibt immer konstant.
Die Beschleunigung, die wirkt, ist die Gravitation $g$. Daher gilt: $a=g$.
Unsere Strecke $s$ entspricht der Höhe $h$, aus der der Körper fällt.

Daraus folgt dann die Formel:

$E_\text{Lage}=m\cdot g\cdot h$

Merke

Für die Lageenergie gilt:

$E_\text{Lage}=m\cdot g\cdot h$

Lageenergie ist immer relativ zum Bezugspunkt.

Beispiel

Masse 1 und 2 sind auf der gleichen Höhe. Allerdings hat Masse 1 eine größere Lageenergie, denn sie fällt eine größere Strecke.