Mechanik: Dynamik
Arbeit, Energie und Leistung
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Was ist ein Perpetuum Mobile und ist ein solches Perpetuum Mobile möglich? Alles, was du dazu wissen musst, erfährst du in unserem Beitrag und in unserem Video !

Was ist ein Perpetuum Mobile? 

Ein Perpetuum Mobile ist eine Maschine, die mehr Energie erzeugt als sie verbraucht. Würdest du eine solche Anordnung zum Beispiel einmal in Bewegung versetzen, würde sie sich ohne weiteren Antrieb ewig weiterbewegen. Die Bezeichnung Perpetuum Mobile bedeutet, sich selbst am Laufen zu halten

Der Gedanke an ein Perpetuum Mobile fasziniert Wissenschaftler seit vielen Jahrhunderten. Dabei sind sie auf die unterschiedlichsten Ideen gekommen. Zum Beispiel soll sich ein Rad mit aufgehängten Kugeln durch die Gewichtskraft der Kugeln ewig weiterdrehen.

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Perpetuum Mobile – Rad

Die Suche nach einem Perpetuum Mobile ist jedoch erfolglos. Nach dem Energieerhaltungssatz kann es keine Maschine geben, die mehr Energie produziert als sie verbraucht. Zusätzlich sorgt die Reibung dafür, dass ein Teil der Energie die Maschine verlässt. Ein Perpetuum Mobile gibt es nicht! 

Perpetuum Mobile – Beispiele 

Schon seit jeher eifert die Menschheit dem Traum eines Perpetuum Mobiles nach. Dabei sind die Erfinder auf verschiedenste Ideen gekommen.

Ein Rad soll sich ununterbrochen drehen, durch einen Wasserkreislauf soll unaufhörlich Wasser fließen, Kugeln sollen ewig hin und her schwingen und ein Magnet soll für ständige Bewegung sorgen. Soweit die Theorie – jedoch konnte in der Praxis keine dieser Ideen umgesetzt werden. 

Perpetuum Mobile – Rad 

Eine der einfachsten Ideen für ein Perpetuum Mobile ist ein Rad mit Kugeln. Die Kugeln sind ungleich angeordnet, sodass das Ungleichgewicht das Rad zum Drehen bringt. In der Theorie soll sich das Rad, nachdem es einmal angeschubst wird, ständig weiterdrehen. 

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Perpetuum Mobile – Rad

In der Praxis wird das Rad jedoch immer langsamer und bleibt nach einiger Zeit stehen. Denn durch die Reibung verliert das Rad ständig an Energie. Deshalb widerspricht es dem Energieerhaltungssatz. 

Perpetuum Mobile – Wasser

Auf den ersten Blick scheint ein Wasserkreislauf ein Perpetuum Mobile zu sein. In einem Behälter befindet sich Wasser, das durch ein Rohr nach unten abfließen kann. Durch den Wasserdruck soll das Wasser durch das gebogene Rohr gedrückt werden und oben wieder in den Behälter fließen.

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Perpetuum Mobile – Wasser

In der Praxis wird das Wasser jedoch nur so weit durch das Rohr gedrückt, bis es auf dem gleichen Level wie das Wasser im Behälter ist. 

Perpetuum Mobile – Kugeln

Ein sogenanntes Kugelstoßpendel hast du bestimmt schon mal gesehen. Meistens hängen dabei mehrere Kugeln nebeneinander an einem Faden. Eine Kugel wird seitlich hochgezogen und losgelassen. Dann stößt sie gegen die anderen Kugeln und bringt diese in Bewegung. In der Theorie pendeln die Kugeln ewig hin und her.

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Perpetuum Mobile – Kugeln

Allerdings kommen die Kugeln in der Praxis nach einiger Zeit zum Stehen. Denn auch hier bremst die Reibung die Kugeln aus und das Gesetz der Energieerhaltung gilt nicht mehr.

Perpetuum Mobile – Magnet 

Eine andere Idee für ein Perpetuum Mobile ist ein Magnet, der eine Eisenkugel anzieht und sie so eine Rampe hochbewegt. Am oberen Ende der Rampe fällt die Kugel durch ein Loch und rutscht wieder nach unten zur Rampe, wo sie erneut hochgezogen wird. 

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Perpetuum Mobile – Magnet

Der Magnet muss so stark sein, dass er die Kugel schon unten auf der Rampe anzieht. Je näher die Kugel dem Magneten kommt, desto größer ist die Anziehungskraft des Magneten. Oben auf der Rampe ist sie dann so stark, dass die Kugel ganz von dem Magneten angezogen wird und nicht mehr durch das Loch fällt. 

Warum gibt es kein Perpetuum Mobile? 

Kein Erfinder konnte die Theorie des Perpetuum Mobiles in die Praxis umsetzten. Bis heute hat es niemand geschafft, eine Maschine zu entwickeln, die mehr Energie produziert als sie benötigt. Denn ein Perpetuum Mobile gibt es schlicht weg nicht! 

Nach dem Energieerhaltungssatz bleibt die Gesamtenergie in einem geschlossenen System immer gleich. Die Energie wird also nie weniger und auch nie mehr. Es kann also keine Maschine geben, die mehr Energie produziert als sie braucht. Denn dann würde sie Energie aus dem Nichts produzieren. 

Oft kann sich die Maschine nicht einmal selbst ewig in Bewegung halten. Bei jeder Bewegung wird Energie durch Reibung in Wärme umgewandelt und verlässt so die Maschine. Beim Kugelstoßpendel entsteht beispielsweise jedes Mal, wenn zwei Kugeln aneinanderstoßen, Reibung. Dadurch wird ein Teil der Bewegungsenergie, die die schwingende Kugel mit sich trägt, in Wärme umgewandelt. So schwingen die Kugeln immer schwächer bis das Pendel zum Stillstand kommt. 

Perpetuum Mobile erster Art

Ein Perpetuum Mobile 1. Art ist das Perpetuum Mobile, das wir uns bis jetzt angeschaut haben. Dabei handelt es sich um eine Maschine, die mehr Energie nach außen abgibt als ihr zugeführt wird. Sie würde also ewig ohne Energiezufuhr in Bewegung bleiben. Das gibt es in der Praxis nicht. 

Eine Erklärung dafür liefert der Energieerhaltungssatz. In einem abgeschlossenen, reibungsfreien System bleibt die Gesamtenergie immer gleich. Die Energie wird also nicht weniger und auch nicht mehr. Sie kann lediglich in andere Energieformen (z.B. in Wärme) umgewandelt werden. 

Perpetuum Mobile zweiter Art 

Ein Perpetuum Mobile 2. Art ist eine Maschine, die Energieformen ineinander umwandelt. Dabei geht keine Energie verloren. Auch ein solches Perpetuum Mobile ist in der Praxis unmöglich. Denn auch abgegebene Wärmeenergie kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden. Ein Perpetuum Mobile zweiter Art gibt es also auch nicht! 

Energieerhaltungssatz

Du möchtest verstehen, warum ein Perpetuum Mobile dem Energieerhaltungssatz widerspricht? Dann schau dir unser Video zum Energieerhaltungssatz an!

Zum Video: Energieerhaltungssatz
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