Mechanik in der Physik?
hey wir haben ein neues thema in der schule und zwar mechanik . Uns wurde bereits das erklärt : Wenn sich der Weg der Kraft auf einer schiefen Ebene verlängert ( Die Ebene wird weniger steil) verkleinert sich die Kraft die man aufwenden muss Aber die "Arbeit " bleibt letztenendlich gleich. Nun haben wir eine Aufgabe bekommen : Du läufst mit deiner Tasche auf einer ebenen Straße 350m weit .
Welche Arbeit verrichtest du an der Schultasche? Begründe deine Aussage.
Jedoch verstehe ich das nicht . Könnte mir jemand das erklären ( will keine Lösung ) , da ich es verstehen will .
3 Antworten
Mit dieser Aufgabe soll euch wohl verdeutlicht werden, dass der selbe Begriff im Alltag und in der Physik andere Bedeutungen haben kann.
Im Alltag ist alles Arbeit, was anstrengt. Daher würde man intuitiv sagen, einen Tasche von 50 kg 350 m weit zu tragen, ist ganz schön anstrengende Arbeit.
In der Physik ist nur das Arbeit, was die Energie des Systems erhöht oder durch Reibung Wärme erzeugt. Die potentielle Energie (Epot) der Tasche wird erhöht, wenn du sie anhebst. Dann gehen F und s in die selbe Richtung. Nachdem du sie angehoben hast, wird sie waagrecht bewegt. Dazu beschleunigst du sie kurz mit einer waagrechten Kraft und leistest dabei Arbeit, weil die kinetische Energie der Tasche erhöht wird. In waagrechte Richtung braucht die Tasche aber keine weitere Kraft, wenn sie erstmal in Schwung ist und den Luftwiderstand vernachlässigen wir.
Das eigentliche Tragen ist keine Arbeit, weil die Kraft zum Heben und die Bewegungsrichtung senkrecht aufeinander stehen. Senkrecht hast du zwar die Hubkraft, aber keine Bewegung. Waagrecht hast du zwar Bewegung, aber keine Kraft.
Am Ende, wenn die Tasche gebremst und abgesetzt wird, wird dieselbe Arbeit wieder abgegeben, die zuvor geleistet wurde und dementsprechend nimmt die Energie wieder ab.
Typische Physikschulantwort ist: Keine Arbeit wird an der Tasche verrichtet Warum? Was heißt eigentlich Arbeit verrichten? Es ist die Enerigie, die der Tasche mit dem Träger Impuls zugeführt wird. Nun zählt aber nur der Teil der Kraft, der parallel zum Weg ist, da nur die Gewichtskraft auf die Tasche nach unten und die Kraft der Hand auf die Tasche nach oben wirkt, ist die übertragene Enerige 0.
Du verrichtest eine Bewegungsarbeit, weil du dich ja bewegst und diese Tasche ja auch mit bewegst. Außerdem wenn du sie aufhebst und wieder abstellst, verrichtest du Arbeit, genauer Hubarbeit. Also d.h. wenn bei so Aufgaben gefragt wird, welche Arbeit verrichtet wird oder auch Energie, was ja im Grunde genommen das gleiche ist, dann musst du dir immer vorstellen, was du mit diesem Gegenstand machst. Also hebst du es hoch, bewegst du es, wärmst sie auf usw.
Ich hoffe ich konnte dir helfen.
LG Neo
Diese Formel gilt aber nur, wenn die Kraft F konstant ist und in Richtung des Weges wirkt. Wenn die Tasche waagerecht bewegt wird, dann ist die Kraft in Wegrichtung F = 0 und somit ist auch die verrichtete mechanische Arbeit W = 0.
LG
es wird ja aber nach der arbeit gefragt
Die formel auf einer schiefene ebene lautet ja W= F * s