Wie wird W=Q*U hergeleitet?
Hallo, ich soll in Physik in einem sehr kurzen Vortrag machen, und da unter anderem W=U*Q herleiten, habe aber keine Ahnung wie das geht. Mein Lehrer meinte, ich sollte möglichst auf das Potenzial selbst in der Herleitung verzichten.
Danke!
2 Antworten
W=q*u wird durch Anwendung des Arbeits-Energie-Theorems abgeleitet. Das Arbeits-Energie-Theorem besagt, dass die von einer Kraft geleistete Arbeit gleich der Änderung der kinetischen Energie eines Objekts ist. Dies kann mathematisch als W=F*d ausgedrückt werden, wobei F die auf das Objekt ausgeübte Kraft und d die Verschiebung ist. Durch Umstellen dieser Gleichung erhalten wir W=F*d=q*u, wobei q die Änderung der kinetischen Energie und u die Verschiebung ist.
Am naheliegendsten ist, von der mechanischen Arbeit her zu kommen (Arbeit W ist Kraft F mal Weg s), wobei die Kraft F auf die Ladung Q ja einfach E*Q ist. U ist dann das Feld E über s integriert/aufsummiert:
W=F*s=(E*Q)*s=(E*s)*Q=U*Q
Oder alternativ, wenn Du die Leistung im Stromkreis P=U*I schon als bekannt voraussetzt, ist die Arbeit W Leistung P mal Zeit t.
W=P*t=(U*I)*t=U*(I*t)=U*Q
Hier wird es nochmal ausführlicher erläutert:
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-arbeit#