bitte um hilfe bei der physik arbeit?

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2 Antworten

Zur ersten Aufgabe

Ich möchte gern etwas ausholen, denn die simple Formel in (2) (s.u.) gilt nur in sehr speziellen Fällen. Möglicherweise wirst Du noch nicht mit Vektoren vertraut sein, die jedoch in der Physik von großer Bedeutung sind. Das, was zwischen den "---" steht, ist daher "fortgeschrittene" Zusatzinformation, die Du vielleicht trotzdem verstehst.

Arbeit (Formelzeichen W oder ΔW, um zu betonen, dass es ein Änderung ist) ist in der Mechanik etwas, das eine Kraft an einem Körper verrichtet, indem sie ihn entlang eines Weges s verschiebt bzw. seine Verschiebung beeinflusst. Arbeit pro Zeiteinheit, ΔW/Δt, ist die Leistung (Formelzeichen P) und somit

(1) ΔW = P∙Δt.

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Die Kraft bezeichne ich mit |F⟩ (Eine Kraft ist ein Vektor, eine gerichtete Größe, ebenso wie die Position |x⟩ oder die Geschwindigkeit |v⟩) und die Verschiebung mit |Δx⟩ (s ist eher die Länge der Wegstrecke, und zwar auch entlang eines krummen Weges).

Meine Schreibweise entspricht nicht den üblichen Konventionen, sondern sind der Schreibweise der Quantenmechanik entlehnt, wo Vektoren etwas anderes bedeuten. Allerdings ist es hier schwierig, Vektorpfeile zu schreiben, besonders wenn man mobil schreibt; in dem Fall sieht |F⟩ auch schon mal wie |F› oder |F> ausschauen.

Ist die Kraft wenigstens abschnittsweise konstant, so ist die an einem Körper verrichtete Arbeit als

(2) ΔW = P∙Δt = ⟨F|Δx⟩ = F∙Δx∙cos(α)

gegeben, das sogenannte Skalarprodukt von |F⟩ und |Δx⟩, wobei α natürlich der Winkel zwischen beiden Vektoren ist.

Ist α=180° bzw. π, dann sind Kraft und Verschiebung entgegengesetzt gerichtet, und in diesem Fall ist W = -F∙Δx; beispielsweise kann |F⟩ die Bremskraft und |Δx⟩ die Bremsstrecke sein.

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Ist α=0, sind also  so gilt

(3) ΔW = P∙Δt = F∙Δx = F∙s,

etwa beim Beschleunigen, aber auch bei der Verschiebung gegen eine vorhandene Kraft, etwa die Gravitation (in dem Fall Anhebung). Das ist der Fall, der hier vorliegt.

Da Du Δt wissen willst und die anderen Größen bekannt sind, musst Du (3) nur nach Δt umstellen.

Natürlich ist P die Output-Leistung. Um die Input-Leistung zu berechnen, musst Du durch den Wirkungsgrad 81%=0,81 teilen.

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1. Sieh dir die Formel der Leistung an. Dort ist ein Wert, den du suchst.

2. Wahrscheinlich musst du die volle Leistung berechnen. Ich kann aber nur die Hälfte lesen.

3. Wie man eine Bewegung unter der Bedingung, dass a=konstant ist,nennt, müsstet ihr besprochen haben. Ebenso eine Bewegung, bei der V konstant ist. Dann beschreibst du, wie sich die Gesdhwindigkeit des Prüfkörpers währenddessen verhält.

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