Physikalische Systeme

Beim Herabfallen eines Steines, beim Hochwerfen eines Balles oder beim Abbremsen eines Autos gehen Energieumwandlungen vor sich. Um solche Vorgänge auch quantitativ beschreiben zu können, muss der Bereich, den man beschreibt, von seiner Umgebung abgegrenzt werden (Bild 1).

In der Physik wird ein von seiner Umgebung abgegrenzter Bereich als System oder als physikalisches System bezeichnet.

Von der Umgebung ist es durch die Systemgrenze abgegrenzt. Je nach der Art der Abgrenzung zwischen System und Umgebung unterscheidet man offene Systeme, geschlossene Systeme und abgeschlossene Systeme. In der nachfolgenden Übersicht sind diese drei Arten von Systemen genauer gekennzeichnet.

Von besonderer Bedeutung sind abgeschlossene Systeme. In einem solchen abgeschlossenen System kann sich die Energie zwar von einer Form in andere Formen umwandeln oder von einem Körper auf andere Körper übertragen werden. Die Gesamtenergie des Systems bleibt aber erhalten.

Solche Größen, deren Betrag in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt, nennt man in der Physik auch Erhaltungsgrößen.
Die Energie ist eine solche Erhaltungsgröße. Eine andere Erhaltungsgröße ist der Impuls. Der Impuls eines Körpers ist gleich dem Produkt aus seiner Masse und seiner Geschwindigkeit.
Auch der Energieerhaltungssatz oder der Impulserhaltungssatz gelten nur für abgeschlossene Systeme.