Physikalische Arbeit, Formel Definition?
- Wirkt die Kraft F nicht längs des Weges s, so ist für die Arbeitsberechnung nur die Kraftkomponente Fs in Wegrichtung einzusetzen.
- https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/die-physikalische-arbeit
- Was ist genau damit gemeint und wie kommt man darauf?
3 Antworten
Eine Kraft, die sekrecht zum zurückgelegten Wegstück steht, kann keine Arbeit verrichten.
Ich formuliere es ein wenig flapsig:
Kraft steht senkrecht zu den Linien gleicher potenzieller Energie (Äquipotenziallinien). Bewegt man sich daher normal zur Kraft, bleibt die potenzielle Energie gleich und es wird daher auch keine Arbeit verrichtet.
Zusätzliche kinetische Energie entsteht ja erst durch das Verrichten von Arbeit. Ist letztere Null, bleibt Ekin konstant.
Recherchiere nach Kräftedreieck.
Mittels des Kräftedreiecks und der Winkelfunktionen (sinus, cosinus) kannst du die Kraft F zerlegen in eine Komponente Fs, die in Richtung des Weges zeigt und in eine Komponente senkrecht zur Wegrichtung. Nur die Kraft - Komponente Fs in Wegrichtung verrichtet Arbeit. Die Arbeit ist dann das Produkt aus der Kraftkomponente Fs in Wegrichtung und der Länge s des zurückgelegten Weges.
Was ist genau damit gemeint
Das ist hier die gültige Definition für den Begriff "Arbeit":
"Mechanische Arbeit entsteht durch die Wirkung einer Kraft auf die sich bewegende Systemgrenze. Die Größe der Arbeit ist gleich dem Produkt aus der Kraft und der Verschiebung des Kraft-Angriffspunktes in Richtung der Kraft."
Damit ist gemeint: Arbeit ist das Produkt aus Kraft und Bewegung, die in dieselbe Richtung gehen.
und wie kommt man darauf?
Das hat man so definiert, also festgelegt. Zu beachten ist, dass Defintionen nie richtig oder falsch sein können, weil es ja beliebige Festlegungen sind. Defintionen können nur sinnvoll oder weniger sinnvoll sein und die vorliegende Defintion für "Arbeit" ist durchaus sinnvoll, da sie in der Praxis sehr gut funktioniert.
Nein, ich denke, du verstehst hier nicht wirklich, was mein "und wie kommt man darauf?" meint! Ich meinte eher, was der erste bullet point in meiner Frage bedeutet!
Ich meinte eher, was der erste bullet point in meiner Frage bedeutet!
Das kommt daher, dass man festgestellt hat, dass diese Defintion äußerst sinnvoll ist, weil man damit sehr gut rechnen und die Realität abbilden kann.
Könntest du mal ein Beispiel für so eine Kraft geben?
Die wirkt z.B. bei einem Skifahrer der den Berg runterfährt (Gewichtskraft) oder auch umgekehrt, wenn er mit dem Lift sich hochziehen lässt.
Weil die Ergebnisse, die dabei rauskommen dem entsprechen, was man in Versuchen feststellen kann.
Dann kommt das noch.
https://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/mechanische-arbeit-aufgaben-uebungen.html
Ja, aber wenn man die andere Kraft mit reinnimmt, wieso ist das denn dann "schwieriger" oder blöder?
Es interessiert mich, was das bedeutet "Wirkt die Kraft F nicht längs des Weges s, so ist für die Arbeitsberechnung nur die Kraftkomponente Fs in Wegrichtung einzusetzen"
Hier hast du ein beispiel:
https://www.didaktik.physik.lmu.de/materialien/neue_medien/anwendungen/index.html
Nur die Kraft, mit der du den Schlitten nach vorne ziehst, trägt zur Arbeit bei. Die Komponente, die nach oben zeigt, also senkrecht zur Bewegungsrichtung, hat keinen Anteil an der Arbeit.
Das ist die Zerlegung der Zugkraft am Seil. Eine Komponente zeigt nach vorne und eine nach oben. Addiert man die waagrechte und die senkrechte Komponente, erhält man wieder die resultierende Seilkraft.
Da zeigt keine Arbeit nach oben, das zeigt erine Komonenten der Zugkraft nach oben.
Aber wieso hat man das nun so definiert? Im praktischen Beispiel: Woher kommt denn dann die Kraft beim Schlitten?
Die Kraft kommt von dem, der den Schlitten am Seil zieht. Aber nur die waagrechte Komponente davon verrichtet physikalische Arbeit. Man kann daraus z.B. auch schlißen, dass es sinnvoll ist, das Seil ezwas länger zu machen, sodass es realtivflach verläuft und nicht extrem kurz zu machen und steil zu machen, sodass man fast nur nach oben unf kaumnach vorne zieht. Das sagt auch die Alltagserfahrung.
Aber wieso hat man das nun so definiert?
Das kommt daher, dass man festgestellt hat, dass diese Defintion äußerst sinnvoll ist, weil man damit sehr gut rechnen und die Realität abbilden kann.
Kannst du dir das nicht vorstellen, dass du dich leichter tust, wenn du am Seil nach vorne und nicht nach oben ziehst, wenn du den Schlitten bewegen willst?
Also ja, ich habe es gerade ausprobiert (wir hatten Ph) und der Lehrer meinte, dass die Länge des Seils keinen Unterschied macht, weil es sich quasi durchzieht
Aber es wird doch kinetische Energie verrichtet? Danke aber erstmal für die Antwort :)