Arbeit Physik?

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4 Antworten

> Gewichtskraft des Eimers, die ungefähr 400 N beträgt

Das solltest Du besser nochmal nachrechnen ;-)

> wo man ein am Boden liegenden Gegenstand bewegen muss?

Gilt das gleiche Prinzip: Die Kraft, mit der Du in Bewegungsrichtung ziehst oder schiebst, multipliziert mit dem Weg.

Bei dem Gegenstand, den Du über den Boden zerrst, ist die Kraft die Reibungskraft, die wohl erst später dran kommt.

Wenn Du schräg zur Bewegungsrichtung ziehst, brauchst Du mehr Kraft, aber gerechnet wird nur der Anteil der Kraft, der in Bewegungsrichtung wirkt.

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Ein Grund, warum viele Probleme mit Physik haben liegt daran, dass dieselben Begriffe in der Physik oft anders verwendet werden als im Alltag. Das muss man sich bewusst machen und vermeidet dadurch diverse Fallen.
Ein Beispiel dafür ist der Begriff Arbeit. Zunächst wird den Schülern überhaupt beigebracht, was physikalische Arbeit ist um dann direkt danach den Unterschied zur Alltagssprache aufzuzeigen.

Ein typisches Beispiel wäre z.B. eine Aufgabe:
Eine Person A trägt zwei Koffer á 50 kg auf ebener Strecke 10 km weit und benötigt dafür 2 h.
Person B trägt nur einen Koffer mit 20 kg, braucht für die Strecke aber nur 1 h. Wer hat mehr gearbeitet?

Antwort:
Keiner hat mehr gearbeitet, denn keiner hat physikalisch gesehen überhaupt Arbeit geleistet, auch wenn es anstrengend war.

Das kann man sich auf zwei Wegen verdeutlichen:
1. Die Energie des Koffers ist vorher und nachher gleich. Potentielle Energie hat er nicht gewonnen, da die Strecke eben ist. Kinetische Energie hat er auch nicht, da er am Anfang und am Ende steht. Mit W = ΔE und ΔE = 0 ergibt sich: W = 0

2. W = F * s ist ein Vektorprodukt. Es kommt auf die Richtung an. Arbeit ist immer das Produkt aus einer Kraft und dem Verschiebeweg in Kraftrichtung. Stehen Kraft und Weg senkrecht zueinander, wie bei den Koffern, ist das Vektorprodukt = 0.

Später kommt noch die Reibarbeit dazu, die wird dann aber extra betrachtet. Aber auch da gilt: Reibkraft und Verschiebeweg müssen in dieselbe Richtung zeigen.

Nur nebenbei: habe gelegentlich mal in diese BigBangserie reingeguckt. Die lebt weitgehend davon, dass die physikalische und alltägliche Bedeutung vieler Begriffe und Betrachtungsweisen durcheinandergewirbelt wird.

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Wenn du etwas ziehst, dann wendest du eine Kraft auf und das ist die Kraft, die du in der Formel W=F*s verwenden musst.


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Was genau meinst du?Wen ein Gegenstand vom Boden hochgehoben wird oder wenn er über eine Ebene gezogen wird?

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