Das physikalische Konzept Energie

Wir fassen zusammen

Was "Frau Mileva" als erst einmal als "universelle Wirksamkeit" bezeichnet hat, ist tatsächlich eine der wichtigsten Größen der gesamten Physik: die so genannte Energie.

In physikalischen Formeln wird sie häufig mit $E$ oder (vor allem in Schulbüchern) tatsächlich mit $W$. Das kommt allerdings eigentlich vom englischen "Work" als von der deutschen "Wirksamkeit". Allerdings stammen diese beiden Wörter letztlich wieder aus der gleichen sprachlichen Quelle. Wir bleiben hier bei der Schreibweise mit dem $W$, weil das große $E$ in der Physik noch für etwas anderes gebraucht wird. So vermeiden wir Verwechslungen.

Zu den Einheiten:

Wenn eine Formel für die Energie $W=m \cdot g \cdot h$ gilt, dann muss die Einheit der Energie

$[W]=1 \text{kg} \cdot 1\frac{\text{N}}{\text{kg}}\cdot 1\text{m}=1\text{Nm}$ sein.

Ein Newton ist aber gerade die Kraft, die man braucht, um ein Kilogramm innerhalb von einer Sekunde von Geschwindigkeit 0 auf Geschwindigkeit $1 \frac{\text{m}}{\text{s}}$ zu bringen:

$1\text{N}= 1 \text{kg}\cdot\frac{\text{m}}{\text{s}^2}$

Also ist

$[W]=1 \text{kg} \frac{\text{m}}{\text{s}^2}\cdot \text{m} = 1 \text{kg} \frac{\text{m}^2}{\text{s}^2}$

Die gleiche Einheit ergibt sich auch aus der anderen Formel

$W=\frac{1}{2}m v^2$

Weil es sich bei der Energie um eine derart wichtige Größe handelt, hat man dieser Einheit eine Abkürzung gegeben: 1 Joule.