Arbeitsblatt: MINT-Teaser Lichtgeschwindigkeit

Flash und der Energiebedarf bei Lichtgeschwindigkeit MINT Mechanische Energie kann in verschiedenen Formen vorliegen. Die zwei wichtigsten, die du auch im Alltag ständig wahrnimmst, sind die potentielle Energie (Lageenergie) und die kinetische Energie (Bewegungsenergie). Als dritte Energieform gibt es noch die Spannenergie, die z.B. in einer zusammengedrückten Feder steckt. Lageenergie: Potentielle Energie; lateinisch: potentia Macht, Möglichkeit Epot m g h Sie ist also von der Masse des Körpers in Kilogramm, der Erdanziehung und der Höhe des Körpers abhängig. Bewegung: Kinetische Energie griechisch: kinesis Bewegung kinetische Energie ist die Energie, die aufgewendet werden muss, um einen Körper im Raum zu verschieben. Ekin 1 mv 2 2 In , der Geschwindigkeit, stecken die Beschleunigung und der Weg Einheit Energie: Joule; Kraft von 1 entlang einer Strecke von 1 m. Flash kann sich nach einem Blitzeinschlag in seinem Labor mit Lichtgeschwindigkeit (300‘000 Kilometer pro Sekunde) oder sogar schneller bewegen. Die notwendige Energie für diese Leistung muss Flash als Nahrung zu sich nehmen. Wie viele Hamburger müsste er essen, um so schnell zu werden? Jetzt kommen wir aber in Clinch mit einigen Naturgesetzen. Einstein hat in seiner Relativitätstheorie und der berühmten Formel Emc 2 dargestellt, dass es einem Körper mit Masse nicht möglich ist, Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Die Masse des Körpers und damit die notwendige Energie, um ihn zu beschleunigen, würden nahezu unendlich gross werden. Daneben erfährt Flash noch einige andere Probleme im Zusammenhang mit der Lichtgeschwindigkeit, der Strahlung, dem Zeitproblem, dem lustigen Dopplereffekt und anderen. Der DC-Film „The Flash spielt mit einigen dieser Phänomene. Lassen wir also Flash nur 1% der Lichtgeschwindigkeit rennen. Wie hoch ist der dann der Energieaufwand? 1 Hamburger besitzt die Energie von 114000 Joule (273 kcal 1140kJ). Als Läufer ist Flash schlank und drahtig. Nehmen wir an er wiegt 70 Kilogramm. Lösungsansatz 300‘000 km/s - 300‘000‘000 m/s 1% - 0,01 300‘000‘000 300‘000 m/s Ekin 1 mv 2 - 70 kg (300‘000 m/s)2 3,15 1014 Joule 2 315000000000000 - 315 Billionen Joule In Hamburgern: 3,15 1014 durch 114000 276315789 Hamburger (ca. 276 Millionen) Zehn-Hoch-Schreibweise In der Physik werden sehr große und sehr kleine Zahlenwerte üblicherweise mit Hilfe von Potenzen der Zahl 10 geschrieben. Für große Zahlen ist 10 n, mit einer nichtnegativen ganzen Zahl, eine 1 mit nachfolgenden Nullen, beispielsweise: 100 1 Eins 101 10 Zehn 102 100 Hundert 103 1000 Tausend 106 1.000.000 eine Million 109 1.000.000.000 eine Milliarde 1012 1.000.000.000.000 eine Billion 1015 1.000.000.000.000.000 eine Billiarde Sehr kleine Bruchteile lassen sich als 10-n, mit einer nichtnegativen ganzen Zahl schreiben. zählt auch hier die Nullen: Zahlen, die keine glatte Potenz der Zahl zehn sind, lassen sich schreiben, indem man die Zehnerpotenz als Faktor herauszieht: So ist etwa 1748 1,748·1000 1,748·103 in Taschenrechnern auch geschrieben 1,748E3. Quelle: