Frage von General001, 138

Physik - wieso ist diese Arbeit nicht von der Zeit abhängig?

W=mgh und W=mcV

Eigentlich wird die Arbeit ja folgendermaßen definiert:

W=Pt

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Elektrik, Energie, Strom, 45

Weil die Zeit durch die Leitung definiert ist. Je mehr PS desto schneller das Auto...

Die Frage war ja nicht, wie schnell die halbe Tonne Dachziegel auf das 2stockige Haus kommt, sondern wie viel Arbeit es war.

Antwort
von dompfeifer, 32

Du strapazierst allmählich die Geduld der User mit der immergleichen Frage in neuen Gewändern. Dabei weichst Du endlos dem Begriff der physikalischen Arbeit aus mit beinahe metaphysischen Fragestellungen wie z.B. nach der "Eigentlichkeit" oder "Uneigentlichkeit" Deiner "Definitionen" .

Ob Du nun "W=Pt" als Deine "eigentliche Definition definierst" oder als "uneigentliche", geht völlig an den physikalischen Zusammenhängen vorbei, die Du beharrlich ignorierst. Wie ich hier bereits anderorts mit zahlreichen Beispielen erörterte, liegt es in Deinem freien Belieben, mit welchen Größen Du die physikalische Arbeit in ein Verhältnis setzt.

Mit Deiner Gleichung "W = P mal t" setzt Du persönlich die Arbeit in Abhängigkeit von der Zeit (und auch von der Leistung).

Mit Deiner Gleichung "W = m mal g mal h" setzt Du persönlich die Arbeit in Abhängigkeit von Masse und Höhe.

Mit meiner Gleichung "Masse der Kartoffeln = Gesamtpreis der Kartoffeln durch Preis pro Masse Kartoffeln" setze ich die Masse in das Verhältnis zum Kartoffelpreis. Und aus dieser "Eigentlichkeit" folgt dann eben zwingend der Zusammenhang

Arbeit = (Gesamtpreis der Kartoffeln durch Preis pro Masse Kartoffeln) mal Gravitationskonstante mal Höhe. 

Und weil hier niemand nach einer Zeit gefragt hat, kommt die Zeit hier eben nicht vor!

Kommentar von General001 ,

Aber ich habe gelesen dass die Arbeit in der Formel W=P*t nicht von der Zeit abhängig ist. Sie bezieht sich rein auf die Leistung.

Kommentar von kowekowe ,

Ich glaube du verstehst entweder den Begriff Arbeit nicht oder den Begriff Zeitabhängikeit. Ein Beispiel: 

Hängt die Entfernung von Berlin nach München von der Zeit ab? Nein Natürlich nicht. Die Entfernung ist immer die gleiche. Hängt die Entfernung die man mit einem Auto, das 100 km/h schnell ist, von der Fahrdauer also der Zeit ab? Ja natürlich, weil man Entfernung und Zeit über die Konstante Geschwindigkeit in Relation setzt. Ist die Entfernung nun aber an sich von der Zeit abhänkig ? Dann wäre ja Zeit auch von der Entfernung abhängig!!! Zeit wäre dann auch von der Energie abhängig. Zeit wäre dann wahrscheinlich auch von dem Kartoffelpreis abhängig.

Eine Physikalische Grösse ist nicht von einer anderen physikalischen Grösse abhängig nur weil man beide Grössen durch irgend eine Gleichung in Relation setzen kann.

Kommentar von dompfeifer ,
Aber ich habe gelesen dass die Arbeit in der Formel W=P*t nicht von der Zeit abhängig ist.

Dann liest Du entweder nur hanebüchenden Unsinn oder Du willst mit großem Eifer nur Sinnvolles in Unsinniges übersetzen.

Wenn ich sage "Arbeit (bzw. Energie) = Leistung mal Zeit", dann ist das Ergebnis für die Arbeit sowohl von der einzusetzenden Leistung P als auch von der einzusetzenden Zeit t abhängig, weil beide unbekannt sind.

Wenn ich sage "Arbeit = 1 kW  mal Zeit", dann ist das Ergebnis für die Arbeit nur noch von der unbekannten, also variablen Größe Zeit t abhängig, weil die andere Größe Leistung P bereits bekannt, also damit unabhängig ist. 

Wenn ich sage "Arbeit = P mal 1 Stunde", dann ist das Ergebnis für die Arbeit nur noch von der unbekannten, also variablen Größe P (Leistung) abhängig, weil die andere Größe t (Zeit) bereits bekannt, also damit unabhängig ist. Meinetwegen kannst Du die Zeit hier auch ausnahmsweise als definiert bezeichnen, falls Dir Dein Lehrer dieses Wort - wie heute sehr verbreitet - etwas missverständlich eingebläut haben sollte.

Wenn Du nur den Preis pro kg Kartoffeln kennst, ist der gesamte Kartoffelpreis nur abhängig von der Kartoffelmasse. Wenn Du dagegen nur die Kartoffelmasse kennst, ist der gesamte Kartoffelpreis nur abhängig vom Preis pro Kartoffelmasse.

Entschuldigung, ich komme gerade von einer etwas verspäteten feucht-fröhlichen Neujahrsfeier. Nichtsdestotrotz, wenn dieser Beitrag immer noch nicht weiter helfen sollte, dann bist Du entweder unbelehrbar, oder ich gebe alle meine Didaktik-Scheine an die Hochschulen zurück!

Antwort
von macuto, 37

Die Arbeit bzw. Energie ist nicht über die Zeit definiert. Nichts destotrotz liefert ein System mit bekannter Leistung P innerhalb der Zeit t eine Arbeit, welche sich durch P*t berechnen läßt.

Egal ob ich eine Masse m in 1 Stunde oder in 24 Stunden, meine schiefe Ebene hinauf, auf eine Höhe h bringe, die Arbeit ist immer die gleiche. W=m*g*h

Kommentar von General001 ,

Es gleicht sich ja auch aus. Benötige ich mehr Zeit habe ich eine geringe Leistung oder brauche ich weniger habe ich mehr Leistung. Somit kommt man auf das gleiche raus.

Antwort
von GrobGeschaetzt, 66

Die Zeit steckt bei P ja auch drin, und zwar im Nenner: Leistung ist Arbeit pro Zeit, also P = W/t. Wenn du das wieder mit t multiplizierst, kommt W raus.

Warum soll Arbeit von der Zeit abhängen? Wenn du einen Sack Kartoffeln in den 3. Stock trägst, verrichtest du Arbeit, egal, ob du die Treppe raufrennst oder langsam gehst. Die Leistung ist beim Rennen höher, aber die verrichtete Arbeit ist die gleiche.

Antwort
von Coldnez, 57

W = mgh

wenn du 1 kg schweres Buch auf ein 1 meter hohen Tisch stellst mit g=9,81N/kg

Dann könnstest du diese Arbeit innerhalb einer 1 sekunde erledigen, dazu verbrauchst du Kalorien (Energie), oder du erfüllst diese Arbeit innerhalb von 10 sekunden, dazu verbrauchst du pro Sekunde weniger Kalorien, aber am ende kommst du trotzdem auf den gleichen Kalorienverbrauch wenn du diese Arbeit ausführst.

Ein E-Motor im Auto kann ein gefahrene strecke schnell oder langsam befahren. Dazu ist der Stromverbrauch je Zeit unterschiedlich, aber kommt theoretisch aufs gleiche hinaus. Daher könnte man quasi den Stromverbrauch eines Autos auch abhängig der Strecke berechnen statt die Zeit beim Fahren auszumessen und damit zu rechnen. Würde ja beides funktionieren

Kommentar von General001 ,

Brauche ich länger ist meine Leistung geringer.

Kommentar von Coldnez ,

Ja, aber die Arbeit ist dann die gleiche.

5 kW in 1 Stunde gefahren ist das gleiche wie
500 W in 10 Stunden fahren.

Die Arbeit ist 5kWh. Also egal ob du schnell oder langsam fährst, wenn die Strecke gleich lang ist.

Expertenantwort
von hypergerd, Community-Experte für Mathematik, 16

Viel kürzer:

nur einige Menschen unterscheiden zwischen Arbeit und Energie.

Und da es zig Energieformen (durch Umwandlungsprozesse) gibt, kann die Energie auch gespeichert sein (kinetische Energie -> in potentielle E., chemische E. usw.)

Zur Kontrolle teste immer die SI-Einheiten:

1W = 1J/s = 1 V*A = 1 m² * kg/s³
1J = 1 m² * kg/s²



Antwort
von kowekowe, 34

Hi,

Die Leistung wird als verichtete Arbeit (also Energiedifferenz delta E) pro Zeitspanne delta t defeniert. Daher sollte deine Formel so aussehen

P = delta E / delta t 

An dieser Formel sieht man das die Leistung erst rückwirkend aus der Arbeit und der dafür benötigten Zeit erechnet wird. Dabei ist die Arbeit an sich Zeitunabhänkig und erhält erst im Zusammenhang zu einer bestimmten Leistung eine Zeitabhängikeit. Genauso ist es mit den grössen Weg, Geschwindigkeit und Zeit. Die Wegdifferenz zwische zwei Punkten ist an sich Zeitunabhänkig und erhällt erst im Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit eine Abhängikeit zu der Zeit. 

Ich hoffe du kannst es dir dafurch besser vorstellen

Kommentar von General001 ,

Die Formel W=P*t hat eigentlich den Sinn:

Wie viel Arbeit kann ein Gerät mit einer bestimmten Leistung in einer Bestimmten Zeit verrichten?

Kommentar von kowekowe ,

Genauso ist es. Wenn die Leistung bekannt ist dann wird auch die Zeitabhängikeit hergestellt. Ohne Angabe der Leistung kann die Arbeit in beliebiger Zeit erbracht werden

Kommentar von General001 ,

Die anderen Formeln sagen als nur um das und jenes zu machen ist so und so viel Energie erforderlich. Die Zeit ist hierbei egal, da es darauf ankommt welches Gerät die Arbeit verrichtet oder wie lange es dauert.

Kommentar von kowekowe ,

Die erdte Formel A=mgh ist ein Spezialfall der allgemeinen Formel A=Fs. Diese Formel defeniert die mechanische Arbeit. Die Arbeit ist also als Produkt aus Kraft F und Weg s definiert. Wirkst du also 10 N über 10 meter dann hast du 100 Joule Arbeit vollbracht. 

Die zweite Formel von dir sagt mir jetzt nix. 

Kommentar von kowekowe ,

Wenn du zur vollbringung der 100 Joule eine Maschine mit konstanter Leistung von 1 Watt benutzt dann wirst du 100 Sekunden benötigen um die 10 Meter mit konstanten 10 Newton zurückzulegen.

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