Hallo, ich hatte gestern (klar, es war Sonntag und ich hatte zu viel Zeit und keine Lust, fern zu sehen) ein Gedankenexperiment gemacht. Man nimmt einen Magneten von sagen wir 100 Gramm Masse, hebt ihn 10 Zentimeter an und klebt ihn an eine Konstruktion aus Aluminium über den Tisch. Zum Anheben des Magneten habe ich Energie aufgewand, die jetzt als potentielle Energie in diesem "steckt" Nun schiebe ich die Alukonstruktion über ein auf dem Tisch liegendes Einsenstück von ebenfalls 100 Gramm Masse. Wenn nun der Magnet in der Lage ist, das Eisenstück über diese Entfernung anzuheben, dann wird das Eisenstück ebenfalls angehoben und hängt im Endeffekt am Magneten. Nun wurde also insgesamt eine Masse von 200 Gramm angehoben und dafür wurde Energie aufgewendet. Ich weiß, daß ich nur 100 Gramm angehoben und dafür Energie aufgewendet habe. Woher kommt nun die Energie die die restlichen 100 Gramm angehoben hat? Aus dem Magneten sicherlich nicht, denn der kann auch nach dem 1000sten male noch 100 Gramm 10 Zentimeter hoch heben, wenn er durch den Aufprall nicht beschädigt oder zerstört wurde. Frank
Hi, die potentielle Energie des Metallstücks steckte vorher im Magnetfeld. Das ist auch der Grund, warum du das nicht unendlich oft machen kannst.
Frank B. schrieb: > Woher kommt nun die Energie die die restlichen 100 Gramm angehoben hat? > Aus dem Magneten sicherlich nicht, denn der kann auch nach dem 1000sten > male noch 100 Gramm 10 Zentimeter hoch heben, wenn er durch den Aufprall > nicht beschädigt oder zerstört wurde. > > Frank Wie sieht es mit dem Entfernen des Eisens aus? Da muss man dann Kraft * Weg aufwenden, also Energie reinstecken...
Hallo,
>Woher kommt nun die Energie die die restlichen 100 Gramm angehoben hat?
Ich schätze das du das die selbe Energie ist, die du benötigst um das
Eisenstück wieder vom Magneten wegzukriegen...
(Zustand nach und vor dem Experiment muss ja gleich sein)
Die Erde (und damit Schwerkraft) ist ja quasi auch ein Dauermagnet. Das
Ganze währe also das selbe als wie wenn du ein Buch aus einem Regal
heraus auf dem Boden schmeißt und dann wieder hochhebst und
hineinstellst.
Soweit meine Gedanken dazu
Gruß
-schumi-
Edit: Mist, zu langsahm^^
@ Frank B. (frank501) >Nun wurde also insgesamt eine Masse von 200 Gramm angehoben und dafür >wurde Energie aufgewendet. Ja. >Woher kommt nun die Energie die die restlichen 100 Gramm angehoben hat? Die wurde vorher in den Magneten "geladen", jetzt mit Eisen ist der Magnet "entladen". Darum sthet bei den Magneten die so verkauft werden auch immer ein Energiegehalt mit dabei ;-) http://www.supermagnete.de/table_discs?t_group=discs_big MGOe sind MegaGaussOersted, eine etwas angestaubte, exotische Energieeinheit. >Aus dem Magneten sicherlich nicht, denn der kann auch nach dem 1000sten >male noch 100 Gramm 10 Zentimeter hoch heben, Aber erst, nachdem du die Kraft aufgewendet hast, das alte Eisen wegzuziehen. Schwups, Perperuum Mobile im Eimer ;-) MFG Falk
In der Tat hatte ich mal so ein "perpetuum mobile" zu beurteilen. Soweit ich mich erinnern kann machte der Erfinder das Ganze allerdings mit zwei Magnetspulen (Supraleitend), die senkrecht nebeneinander standen. Darüber war eine Art T-Waage mit jeweils zwei Eisenstücken links und rechts. Die Idee war nun, das Magnetfeld bei der einen Spule hochzufahren und damit das Eisen reinzuziehen. Dann wird das Magnetfeld bei der anderen Spule hoch- und bei der erste runtergefahren.... In der Folge schwingt das T hin und her und man kann damit einen Motor antreiben.... War ganz schön knifflig, dem Erfinder alles ganz genau zu erklären...
Falk Brunner schrieb: > Aber erst, nachdem du die Kraft aufgewendet hast, das alte Eisen > wegzuziehen. Schwups, Perperuum Mobile im Eimer ;-) Ok, sehe ich erst mal ein. Ich habe ja nicht behauptet, ein Perpetuum Mobile gebaut zu haben. Aaaaber... Es gibt (zum Beispiel in Metallverarbeitenden Betrieben) Hubmagnete, die sich mithilfe eines Hebels quasi "ausschalten" lassen. Im Grunde genommen ist da ein Zylinderförmiger Magnet in einem Joch drehbar gelagert. Der Magnet ist quer zur Achse magnetisiert und wenn er in einer bestimmten Stellung steht, kann der Magnet ein Eisenteil anheben, um 90 gedreht, lässt der Magnet los, weil der Fluss kurzgeschlossen wird. Ich meine hier so etwas: http://www.mannel-magnet.info/lasthebemagnete.php Wenn ich nun so einen Magneten verwende, brauche ich zum Lösen meines hochgehobenen Eisenstückes abgesehen von der zum Drehen des Magneten benötigten, keine Kraft aufwenden und somit auch keine Energie einbringen. Damit kann ich dieses Spiel beliebig oft wiederholen. Woher kommt nun die Energie? Falk Brunner schrieb: > Die wurde vorher in den Magneten "geladen" Der Magnet wurde magnetisiert. Aber war die Energiemenge die dafür eingesetzt wurde so groß? Das kann ich mir irgend wie nicht vorstellen, denn wenn ich das richtig verstanden habe, wurde beim Magnetisieren ja "nur" die Elementarmagnete ausgerichtet, so daß diese all in der selben Richtung stehen. Zugegeben, durchgerechnet habe ich das nicht, aber um 100 Gramm Eisen sagen Wir mal 10 Millionen mal um 10 Zentimeter anzuheben, wieviel Energie ist dafür notwendig? Und wieviel Energie wird beim Magnetisieren aufgebracht? Und um Missverständnissen vorzubeugen: Ich habe nicht vor, damit irgend wie Energie zu gewinnen sondern nur ein Verständnisproblem was die Wirkmechanismen hier betrifft. Florian H. schrieb: > die potentielle Energie des Metallstücks steckte vorher im Magnetfeld. > Das ist auch der Grund, warum du das nicht unendlich oft machen kannst. Dann müsste ja ein Permanentmagnet jedes Mal, wenn er ein Stück Eisen anzieht, schwächer werden. Davon habe ich bisher noch nicht gehört und es auch noch nicht beobachtet. Frank
Frank B. schrieb: > Woher kommt nun die Energie? Die wurde in den Magneten eingebracht als er gefertigt wurde. Auch magnetisieren ist mit einem Energieaufwand verbunden. Und du kannst das nicht beliebig oft machen.
Frank B. schrieb: > Der Magnet wurde magnetisiert. Aber war die Energiemenge die dafür > eingesetzt wurde so groß? Das kann ich mir irgend wie nicht vorstellen, > denn wenn ich das richtig verstanden habe, wurde beim Magnetisieren ja > "nur" die Elementarmagnete ausgerichtet, so daß diese all in der selben > Richtung stehen. Was dir hier noch fehlt, ist der physikalische Begriff der "Entropie", hier interpretiert als 'Unordnung im Material'. Entropie nimmt von alleine nur zu, niemals ab. Damit Entropie abnimmt, muss man Energie aufwänden. Bei jedem Hebevorgang wird die Entropie im Magneten wieder etwas größer.
Karl Heinz Buchegger schrieb: > Die wurde in den Magneten eingebracht als er gefertigt wurde. Auch > magnetisieren ist mit einem Energieaufwand verbunden. Dann müßte sich doch der Energiegehalt des Magneten ändern, wenn er den Eisenklumpen angezogen hat, oder? Ist es nicht vielmehr so, daß die Energie im Eisenklumpen steckt und der die loswird, wenn er im Feld des Magneten die Position der minimalen potetiellen Energie einnimmt, wobei diese Energie in Wärme umgesetzt wird?
Frank B. schrieb: > Aaaaber... > Es gibt (zum Beispiel in Metallverarbeitenden Betrieben) Hubmagnete, > die sich mithilfe eines Hebels quasi "ausschalten" lassen. > Im Grunde genommen ist da ein Zylinderförmiger Magnet in einem Joch > drehbar gelagert. Der Magnet ist quer zur Achse magnetisiert und wenn er > in einer bestimmten Stellung steht, kann der Magnet ein Eisenteil > anheben, um 90 gedreht, lässt der Magnet los, weil der Fluss > kurzgeschlossen wird. > Ich meine hier so etwas: > http://www.mannel-magnet.info/lasthebemagnete.php > > Wenn ich nun so einen Magneten verwende, brauche ich zum Lösen meines > hochgehobenen Eisenstückes abgesehen von der zum Drehen des Magneten > benötigten, keine Kraft aufwenden und somit auch keine Energie > einbringen. > > Damit kann ich dieses Spiel beliebig oft wiederholen. > > Woher kommt nun die Energie? Ich denke, dass man zwischen dem Halten und dem Anheben unterscheiden kann und muss. Anziehen: Der Magnet übt auf das Eisen eine Kraft aus. Wenn sich das Eisen in Bewegung setzt, also durch den Magnet angehoben wird, dann erhöhst du zwar die potenzielle Energie des Eisens gegenüber der Erde, erniedrigst aber gleichzeitig die potenzielle Energie des Eisens gegenüber dem Magnet. Alternativ könntest du dir vorstellen, der Magnet wäre eine so massereiche Substanz, dass sich das Eisen "entscheiden" müsste ob es zur Erde nach unten fällt oder "nach oben" wenn du diese Substanz über das Eisen hältst. Versucht man das Eisen vom Magnet wegzuzuziehen, muss man diese Arbeit wieder investieren. Dies erklärt sicher nicht die Eigenschaften des Magnetismus, aber vielleicht die Folgen in Sachen Energie. Hochheben: Der Magnet ist eingeschaltet, die Haltekräfte wirken. Nun wird alles zusammen hochgehoben. Die hierfür benötigte Energie stammt aus dem Kran bzw. der Hebemechanik.
@Frank B. (frank501) >in einer bestimmten Stellung steht, kann der Magnet ein Eisenteil >anheben, um 90 gedreht, lässt der Magnet los, weil der Fluss >kurzgeschlossen wird. >Wenn ich nun so einen Magneten verwende, brauche ich zum Lösen meines >hochgehobenen Eisenstückes abgesehen von der zum Drehen des Magneten >benötigten, keine Kraft aufwenden Doch. > und somit auch keine Energie einbringen. Doch. >Damit kann ich dieses Spiel beliebig oft wiederholen. Nö. >Woher kommt nun die Energie? Gleicher Fall, der "Trick" mit dem Drehen ist keiner. >Der Magnet wurde magnetisiert. Aber war die Energiemenge die dafür >eingesetzt wurde so groß? Sieht so aus. > Das kann ich mir irgend wie nicht vorstellen, >denn wenn ich das richtig verstanden habe, wurde beim Magnetisieren ja >"nur" die Elementarmagnete ausgerichtet, so daß diese all in der selben >Richtung stehen. Das machen die aber nicht ohne Widerstand! >Zugegeben, durchgerechnet habe ich das nicht, aber um 100 Gramm Eisen >sagen Wir mal 10 Millionen mal um 10 Zentimeter anzuheben, wieviel >Energie ist dafür notwendig? E = F * s *10e6 = 1N * 0,1m =10e5 J ;-) > Und wieviel Energie wird beim Magnetisieren >aufgebracht? Du hast es immer noch nicht verstanden. >Und um Missverständnissen vorzubeugen: Ich habe nicht vor, damit irgend >wie Energie zu gewinnen sondern nur ein Verständnisproblem was die >Wirkmechanismen hier betrifft. Dann lies es nochmal und denk drüber nach. >Dann müsste ja ein Permanentmagnet jedes Mal, wenn er ein Stück Eisen >anzieht, schwächer werden. Wird er auch. >Davon habe ich bisher noch nicht gehört und es auch noch nicht >beobachtet. Doch, denn wenn ein Magnet ein Stück Eisen gearde so halten kann, so kann man aussen an das Eisen nur noch kleinere Eisenteil halten. Zieht man das Eisen wieder weg (Energieaufwand!), ist die alte Kraft wieder da. Das ist die vereinfachte Erklärung. Das alles hochwissenschaftlich mit Feldern, Spin & Co versteht hier nicht mal 1%, ich auch nicht ;-) MfG Falk
Falk Brunner schrieb: >>Dann müsste ja ein Permanentmagnet jedes Mal, wenn er ein Stück Eisen >>anzieht, schwächer werden. > > Wird er auch. > >>Davon habe ich bisher noch nicht gehört und es auch noch nicht >>beobachtet. > > Doch, denn wenn ein Magnet ein Stück Eisen gearde so halten kann, so > kann man aussen an das Eisen nur noch kleinere Eisenteil halten. > Zieht man das Eisen wieder weg (Energieaufwand!), ist die alte Kraft > wieder da. Das ist die vereinfachte Erklärung. Das alles > hochwissenschaftlich mit Feldern, Spin & Co versteht hier nicht mal 1%, > ich auch nicht ;-) > > MfG > Falk Falk, deine Antwort liest sich für mich so, als ob ein Magnet nur eine bestimmte Anzahl oft z. B. eine Büroklammer aufheben könnte. D.h. ein Haftmagnet würde sich mit der Zeit aufbrauchen - was ich anzweifeln würde. Im zweiten Teil beschreibst du dann doch einen reversiblen Vorgang. Dass nämlich ein Permanentmagnet eine gewisse Haltekraft hat. Und wenn die bei 10 Büroklammern liegt, dann fällt die 11. halt wieder runter. Da die Kraft wieder "da" ist, wenn du die ersten 10 Büroklammern wieder entfernst, braucht sich der Magnet dann doch nicht auf, oder? Gruß Michael K. P.S. ne lustige Seite zu Magneten ist unter http://www.supermagnete.de zu finden.
@ Michael K-punkt (charles_b) >Falk, deine Antwort liest sich für mich so, als ob ein Magnet nur eine >bestimmte Anzahl oft z. B. eine Büroklammer aufheben könnte. D.h. ein >Haftmagnet würde sich mit der Zeit aufbrauchen Dann hast du es falsch verstanden. Ein Magnet ist im übertragenen Sinne wie eine Kugel, die man duch anheben mit potentieller Energie auflädt. Fällt sie runter ist sie wieder entleert. So ähnlich es es auch mit einem Dauermagenten, kein Verschleiß. >Im zweiten Teil beschreibst du dann doch einen reversiblen Vorgang. Dass >nämlich ein Permanentmagnet eine gewisse Haltekraft hat. Und wenn die >bei 10 Büroklammern liegt, dann fällt die 11. halt wieder runter. Da die >Kraft wieder "da" ist, wenn du die ersten 10 Büroklammern wieder >entfernst, braucht sich der Magnet dann doch nicht auf, oder? Wer redet denn von aufbrauchen? Die Energie ist in der Büroklammer gebunden und kann nur durch entfernen mit Kraft und Weg (=Energie) wieder in das statische Magnetfeld eingebracht werden. Siehe oben. >P.S. ne lustige Seite zu Magneten ist unter http://www.supermagnete.de >zu finden. Kenn ich. http://www.supermagnete.de/Q-51-51-25-N http://www.rp-online.de/duesseldorf/duesseldorf-stadt/nachrichten/blaulicht/Feuerwehr-befreit-Mann-von-Todesmagnet_aid_921567.html ;-) MfG Falk
Falk! Gut, dass du das noch mal klargestellt hast. >Wer redet denn von aufbrauchen? Das kommt von diesem Dialog, indem einfach der Eindruck entsteht, ein Magnet würde wie ein altes Post-it an "Haftkraft" verlieren: >>Damit kann ich dieses Spiel beliebig oft wiederholen. >Nö. ... >>Dann müsste ja ein Permanentmagnet jedes Mal, wenn er ein Stück Eisen >>anzieht, schwächer werden. >Wird er auch. Aber jetzt ist ja alles klar.
Die Energie „steckt“ immer im Feld, nie in der Ladung, der Masse, usw. Das ist nur eine einfache Modellvorstellung. Bei elektrischen Systemen befindet sich die Energie im elektrischen Feld, bei magnetischen Systemen im magnetischen Feld und bei mechanischen Systemen im Gravitationsfeld. Hebe ich eine Masse im Gravitationsfeld an, dann führe ich dem Feld Energie zu oder entziehe sie ihm, je nach Bezugsrichtung. Analog gilt diese Beziehung also auch für einen Magneten. Besonders anschaulich ist jedoch das Bsp. eines Plattenkondensators. Jede der beiden Platten besitzt eine Ladung verkörpert analog zur Mechanik eine Masse. Dazwischen befindet sich das elektrische Feld. Führe ich nun von außen Energie zu, z.B. durch Veränderung des Plattenabstandes, verändere ich den Energiegehalt des Feldes. Hier würde niemand auf die Idee kommen der Energiegehalt einer Platte hätte sich geändert. In der Mechanik schon, hier hat sich angeblich der Energiegehalt der bewegten Masse geändert. Ein typischer Interpretationsfehler.
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