3 50. Der Satz von der lebendigen Kraft eines materiellen Systems. 389
Bei jedem freien materiellen System, an welchem
Dloss innere, von den gegenseitigen Entfernungen der
materiellen Punkte abhängige Kräfte wirken, ist die
totale Energie des Systems konstant.
Zu weiterer’ Klarstellung möge noch das Nachstehende
lienen:
Es handle sich um einen mit der Geschwindigkeit vo von 4,
aus vertikal aufwärts geworfenen Körper vom Gewichte mg. Dabei
möge der Ausgangspunkt 4, als Ursprung eines rechtwinkligen
Koordinatensystems von horizontaler xy-Ebene angenommen und
lie Zeit von dem Augenblick an gezählt werden, in welchem der
Körper die Ausgangslage 4y verlässt. Zur Zeit t befinde sich
der Körper in 4 in der Höhe z, und zur Zeit ’ in A’ in der
grössten Höhe h über der horizontalen xzy-Ebene,
Das hier in Betracht kommende materielle System ist ge-
bildet von der Masse m des Körpers und der Masse M der Erde.
Dabei kann aber die Erde als ruhend und demgemäss ihre leben-
Jige Kraft =0 gesetzt werden, so dass die lebendige Kraft des
materiellen Systems zur Zeit t ausgedrückt ist durch:
IL = 41mv?.
Was nun die Arbeit der inneren Kräfte S betrifft, so ist zu
oeachten, dass vorliegenden Falles die von den beiden Massen M
ınd m gegenseitig ausgeübten Kräfte S==mg konstant angenommen
werden können, wodurch man erhält:
ZB=-— mg: z2= —V oder V= mgz.
Damit geht die Gleichung L+V=11,=E über in
4mv* + mgz = 4mv = E.
[n 4, ist
EB = 4m + 0 = }mvo?.
Die Energie des Körpers besteht also nur in kinetischer
Änergie. Im Punkte 4 dagegen ist
E = }mv* + mgz,
es ist also auch eine potentielle Energie mgz vorhanden. Dafür
hat aber die kinetische Energie des Körpers von 4+mv,* bis }mv?
abgenommen. Im höchsten Punkte 4’ der Bahn zeigt sich
E=0 + mgh=mgh,
dl. h. die ursprüngliche kinetische Energie vollständig in die
potentielle Energie mgh umgesetzt. Von A’ aus fällt nun der
Körper wieder zurück, wobei die potentielle Energie abnimmt,