Kinetische Energie

Onlinerechner und Formeln zur Berechnung der kinetischen Energie

Kinetische Energie Rechner

Bewegungsenergie berechnen

Berechnet die kinetische Energie aus Masse und Geschwindigkeit. Die Bewegungsenergie hängt quadratisch von der Geschwindigkeit ab.

J
kg
m/s
Resultat
Energie:
Masse:
Geschwindigkeit:

Beispielrechnung

Beispiel: Fahrendes Auto
Aufgabe:

Ein Auto mit einer Masse von 1500 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h (16,67 m/s). Welche kinetische Energie besitzt das Auto?

Gegeben:
  • Masse m = 1500 kg
  • Geschwindigkeit v = 60 km/h = 16,67 m/s
  • Gesucht: Kinetische Energie E
Lösung:
\[E = \frac{1}{2} \times m \times v^2\]
\[E = \frac{1}{2} \times 1500 \text{ kg} \times (16{,}67 \text{ m/s})^2\]
\[E = \frac{1}{2} \times 1500 \times 277{,}9 = 208{.}425 \text{ J} ≈ 208{,}4 \text{ kJ}\]
Praktische Anwendungen
Verkehrssicherheit: Bremsweg, Aufprallenergie, Crashtest
Maschinenbau: Schwungräder, Energiespeicher, Turbinen
Sportwissenschaft: Wurfweite, Sprungkraft, Leistungsanalyse
Geschwindigkeits-Abhängigkeit
Quadratischer Zusammenhang:
  • 30 km/h: E₁
  • 60 km/h: 4 × E₁
  • 90 km/h: 9 × E₁
  • 120 km/h: 16 × E₁
  • 150 km/h: 25 × E₁
  • 180 km/h: 36 × E₁

Formeln zur kinetischen Energie

Die kinetische Energie oder Bewegungsenergie ist die Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Bewegung enthält. Sie hängt von der Masse und der Geschwindigkeit des bewegten Körpers ab und steigt quadratisch mit der Geschwindigkeit.

Kinetische Energie berechnen

Grundformel für Bewegungsenergie aus Masse und Geschwindigkeit.

\[\displaystyle E = \frac{1}{2} \times m \times v^2\]
E = Energie [J], m = Masse [kg], v = Geschwindigkeit [m/s]
Masse berechnen

Umstellung zur Berechnung der Masse bei bekannter Energie.

\[\displaystyle m = \frac{2 \times E}{v^2}\]
Masse aus Energie und Geschwindigkeit
Geschwindigkeit berechnen

Umstellung zur Berechnung der Geschwindigkeit bei bekannter Energie.

\[\displaystyle v = \sqrt{\frac{2 \times E}{m}}\]
Geschwindigkeit aus Energie und Masse
Wichtige Hinweise
  • Die kinetische Energie steigt quadratisch mit der Geschwindigkeit
  • Doppelte Geschwindigkeit bedeutet vierfache kinetische Energie
  • Wichtig für Verkehrssicherheit: Bremsweg steigt quadratisch mit der Geschwindigkeit
  • SI-Einheit: Joule (J) = kg × m²/s²

Detaillierte Beschreibung der kinetischen Energie

Definition und Bedeutung

Die kinetische Energie oder auch Bewegungsenergie ist die Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Bewegung enthält. Sie entspricht der Arbeit, die aufgewendet werden muss, um das Objekt in die momentane Bewegung zu versetzen.

Bedienungshinweise

Zur Berechnung wählen Sie mit den Radiobuttons den Wert aus der berechnet werden soll. Dann tragen Sie den entsprechenden Wert ein und klicken den Button 'Rechnen'.

Anwendungsbereiche

Verkehrssicherheit

Bremsweg, Aufprallenergie, Crashtest-Analysen. Sicherheitsbewertung bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

Maschinenbau

Schwungräder, Energiespeicher, Turbinen, rotierende Maschinen. Dimensionierung von Bremssystemen und Kupplungen.

Sportwissenschaft

Wurfweite, Sprungkraft, Leistungsanalyse. Optimierung von Bewegungsabläufen und Trainingsmethoden.

Kinetische Energie verstehen

Die kinetische Energie hängt von der Masse und der Geschwindigkeit ab, wobei die Geschwindigkeit quadratischen Einfluss hat:

Niedrige Geschwindigkeit

Fußgänger (5 km/h):
70 kg × (1,4 m/s)² = 68 J
Fahrrad (20 km/h):
80 kg × (5,6 m/s)² = 1254 J

Mittlere Geschwindigkeit

PKW Stadt (50 km/h):
1500 kg × (13,9 m/s)² = 145 kJ
PKW Landstraße (100 km/h):
1500 kg × (27,8 m/s)² = 579 kJ

Hohe Geschwindigkeit

PKW Autobahn (150 km/h):
1500 kg × (41,7 m/s)² = 1,3 MJ
Hochgeschwindigkeitszug:
400 t × (83,3 m/s)² = 1,39 GJ

Erkenntnis: Bei doppelter Geschwindigkeit wird viermal mehr Energie benötigt, um zu bremsen - daher die drastische Zunahme der Unfallschwere bei höheren Geschwindigkeiten!


Weitere Physik Funktionen

Arbeit, Leistung und Zeit • Arbeit und Weg • Drehmoment • Druck, Kraft und Fläche • Gewichtskraft • Leistung, Kraft, Weg und Zeit • PS in kW umrechnen • PS in hp umrechnen • Schiefe Ebene • Wirkungsgrad • Zentrifugalkraft • Gravimetrische Energiedichte • Kinetische Energie • Volumetrische Energiedichte • Bahngeschwindigkeit • Beschleunigung nach Distanz • Beschleunigung nach Zeit • Geschwindigkeit, Weg und Zeit • Kreisbewegung • Winkelgeschwindigkeit • Fallgeschwindigkeit • Schalldruckpegel, Pacal und Dezibel • Schallgeschwindigkeit, Mach-Zahl • Schallgeschwindigkeit, Temperatur • Temperatur in der Atmosphäre • Getriebeübersetzung • Riemenlänge • Brechungswinkel