Ist Energie wirklich alles?
Ihr kennt alle Asterix & Obelix und die Vorlieben von Obelix für Wildschweine, Römer verhauen und mit Hinkelsteinen werfen.
Wir wollen uns dem letzten Punkt zuwenden.
Warum ist Obelix so stark und kann diese gewaltigen Steine werfen?
Klar, das weiß doch jeder, er ist als Kind in den Zaubertrank von Miraculix gefallen. Doch was ist das besondere an dem Zaubertrank? Wie viel Energie steckt darin?
Wir wollen ausrechnen, wie viel Energie Obelix benötigt, um den Hinkelstein 2 m anzuheben.
Die Masse eines Hinkelsteins beträgt ca. 3000 kg. Wie man das ausrechnet, dass lernen wir später.
geg.: m = 3000 kg; h = 2 m
ges.: E
Lsg.:
{E_{pot} =m\cdot g\cdot h}
{E_{pot} =3000 kg \cdot 10 \frac{N}{kg} \cdot 2 m}
{E_{pot}} =60.000 Nm = 60.000 J = 60 kJ
Wie viel Schokolade du essen musst, um diese Energie aufzunehmen? Eine Tafel Kinderschokolade (100 g) hat eine chemische Energie von 2360 kJ.
Wenn wir bei der Berechnung von dem, Hinkelstein (3000 kg) ausgehen, dann:
{\frac{E_{Kinderschokolade}}{E_{pot, Hinkelstein}}= \frac{2360 kJ}{60 kJ}= 39,3} ≈ 40
Mit der Energie aus einer Tafelkinderschokolade könnte der Hinkelstein ca. 40 mal gehoben werden.
bzw. 100 g : 40 = 2,5 g
Die Energie, die Obelix beim Heben des kleinen Hinkelsteins in Lageenergie {E_{pot}} umwandelt, ist in ca. 2,5 g Schokolade enthalten.
Obwohl wir alle schon schon häufiger soviel Schokolade gegessen haben, gelingt es uns nicht, einen Stein, oder einen anderen Gegenstand der Masse 3000 kg anzuheben. Warum?
Uns fehlt die Kraft!