Wie löse ich diese Physikaufgabe?
Ein Bierfass mit einer Masse von 100kg wird senkrecht auf eine Höhe von 2m gehoben. Ein anderes Bierfass mit der gleichen Masse wird über eine 5m lange geneigte Ebene auch auf eine Höhe von 2m befördert. Vergleiche die dazu nötigen Kräfte, die notwendige Arbeiten und die Größe der potentiellen Energien der jeweiligen Fässer!
1 Antwort
Mit den richtigen Formeln und dem notwendigen Verständnis. Da wäre zunächst die potentielle Energie: E = m*g*h. Energie ist die Voraussetzung, Arbeit zu verrichten. Der Energie ist es egal, wie sie zustande gekommen ist. Das heißt, das Fass auf dem Boden hat eine geringere potentielle Energie, als das Fass im 2m höher liegendem Regal. Die Differenz ist 100kg*9,81m/s^2 * 2m
Arbeit ist prinzipiell die Umwandlung von einer Energieform - meist in eine andere Energieform. Hat die gleiche Einheit wie Energie, bezeichnet aber nicht das Ergebnis, sondern den Prozess. Auch der Arbeit ist es egal, wie genau sie verrichtet wird.
Die Kraft hingegen ist ganz konkret von der Art und Weise der Ausführung abhängig.
Einmal hast du die komplette Gewichtskraft zu heben, einmal nur die Hangabtriebskraft, die von der Steigung abhängig ist. Es gilt: Arbeit = Kraft mal Weg. Wenn du eine geringere Kraft aufbringst, muss der Weg größer werden, um die gleiche Arbeit zu verrichten.