Arbeit in Form von Kraft mal Weg

1. Arbeit in Form von Kraft mal Weg

2. Formen mechanischer Arbeit Mechanische Arbeit ist • „Kraft mal Weg“ oder: • Wärme Zu- oder Abfuhr „Kraft mal Weg“ führt bei beschleunigter Bewegung auf • Kinetische Energie

3. Inhalt • Mechanische Arbeit „Kraft mal Weg“ • Bei konstanter Geschwindigkeit • Hubarbeit • Bei beschleunigter Bewegung: „Kinetische Energie“

4. Arbeit ist Kraft mal Weg in Kraftrichtung Kraft Weg Die Gegenkraft sei eine Reibungskraft an der Unterlage Die Bewegung in diesem Beispiel ist gleichförmig, deshalb „kräftefrei“: Der Kraft des Experimentators wirkt eine gleichgroße Reibungskraft entgegen. Der Experimentator gibt Arbeit ab, die Unterlage nimmt sie -als Wärme- auf

5. „Arbeit ist Kraft mal Weg“ Einheit: 1 Nm=1 J (1 Joule)

6. Arbeit, skalar

7. Hubarbeit ist Schwerkraft mal Hub-Höhe Kraft = Schwerkraft auf die Masse m Weg = Hub-Höhe h Haltekraft (hier: „Muskelkraft“) Schwerkraft auf die Masse m

8. Speziell: Hub-Arbeit Gibt es keine weiteren Kräfte wie z. B. die Reibung, dann ist die Hubarbeit unabhängig vom Weg, auf dem die Höhe h erreicht wird

9. Arbeit bei konstanter Geschwindigkeit Kraft Weg • Die Bewegung in diesem – wie in den vorigen- Beispielen ist gleichförmig, deshalb „kräftefrei“: Der Kraft von „Blau“ wirkt eine gleichgroße Kraft von „Rose“ entgegen

10. Arbeit bei beschleunigter Bewegung Trägheitskraft Kraft Weg • Die Bewegung in diesem Beispiel ist beschleunigt: Der Kraft von „Blau“ wirkt eine gleichgroße Trägheitskraft entgegen

11. Kinetische Energie bei konstanter Beschleunigung Der Ansatz „Betrag der Kraft gleich Trägheitskraft“ gilt für die beschleunigte Bewegung

12. Definition der kinetischen Energie Eine Masse, die sich mit Geschwindigkeit v bewegt, trägt die kinetische Energie Wkin=mv2/2 , unabhängig von der Art der Beschleunigung

13. Arbeit, wenn die Kraft als Funktion des Weges bekannt ist * Auf dem die Kraft in Richtung des Wegs als konstant gelten kann

14. Zusammenfassung • Arbeit ist Kraft mal Weg • Skalar: W = F· s [1 J] • Kraft F wirke entlang des Weges s • Die Arbeit wird zu „Kinetischer Energie“, wenn die Kraft zur Beschleunigung einer Masse verwendet wird: • Eine Masse m, mit Geschwindigkeit v bewegt, trägt die kinetische Energie Ekin=m·v2/2 • Diese Formen der Arbeit sind in vollem Umfang in andere Formen der Energie umwandelbar • Im Gegensatz zur Wärme, die nicht vollständig in „Kraft mal Weg“ für eine einzelne Masse verwandelt werden kann

15. Finis Arbeit ist Kraft mal Weg Kraft Weg