Mechanische arbeit wie impuls?

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4 Antworten

Enrgie und Arbeit haben die gleiche Einheit: Joule. Das sind kg*m^2/s^2.

Impuls hat kg*m/s, also ohne die Quadrate.

Statt mit dem Begriff der Kraft - der Dir Schwierigkeiten macht -, solltest Du lieber in Geschwindigkeiten denken:

Kinetische Energie= 0,5 * m * v^2

Impuls = m * v

Sprich, die Energie wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit, der Impuls nur linear.

Du darfst Arbeit und Kraft nicht zu wörtlich nehmen: wenn Du einen schweren Stein trägst, verrichtest Du im physikalischen Sinn keine Arbeit, wenn Du ihn nicht bewegst. Anstrengend ist es trotzdem :-)

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Kommentar von Franz1957
22.05.2016, 11:45

Die Anstrengung beruht auf Realität: Auch wenn man ein Gewicht einfach nur stillhält, sind in den angespannten Muskeln Aktin- und Myosinmoleküle in ständiger Bewegung zueinander und verrichten dabei Kraft mal Weg = Arbeit im physikalischen Sinn.

Daß man das in der Schule nicht lernt ist schade, denn es macht verständlich, wieso Kraft und Arbeit einander in der körperlichen Wahrnehmung so sehr ähneln und in der Alltagssprache fast als Synonyme verstanden werden.

Hier kann man es nachlesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Muskelkontraktion im Abschnitt "Beschreibung des Kontraktionsmechanismus".

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Bin mir nicht ganz sicher ob ich Deine Frage verstehe, aber vielleicht hilft es Dir ja zunächst einmal wenn Du Dir mal die Einheiten ansiehst.


Energie = Kraft * Weg = Masse * Weg / Zeit^2


Impuls = Masse * Weg / Zeit



Warum Energie = Kraft * Weg ist kannst Du Dir an Beispielen verdeutlichen, in denen Du gegen eine Kraft arbeiten musst.


Nimm zum Beispiel die Schwerkraft. Um Deine Maus von der Tischplatte auf eine Höhe h anzuheben musst Du mindestens die Energie h * Fg (Fg = Schwerkraft) aufwenden. Wenn Du die Maus doppelt so hoch heben möchtest (also 2 * h) musst Du eben doppelt so viel Energie aufwenden (2 * h * Fg). Diese Energie hat nichts damit zu tun wie schnell Du die Maus anhebst. Du kannst sie ja ganz langsam oder ganz schnell nach oben bewegen. Die Beschleunigung auf eine bestimmte Geschwindigkeit kostet Dich etwas ZUSÄTZLICHE Energie. Das muß aber nur ein anfänglicher, kleiner Stoß nach oben sein.

Weitere Beispiele sind das Drücken gegen eine Stahlfeder oder das Zusammenbringen der Nordpole zweier Magneten. Auch hier ist die aufgewendete Energie streckenabhängig aber zeitunabhängig.


Die Beschleunigung eines Körpers kannst Du Dir als speziellen Fall vorstellen, bei dem Du gegen eine Kraft arbeiten mußt (nämlich die Trägkeitskraft des Körpers). Nur in diesem Fall kannst Du einem Weg auch eine Zeit zuordnen.

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Kommentar von BOZZJANEK
22.05.2016, 14:15

unsere Lehrerin hat uns aber auch als Formel für die Energie Newton mal Sekunde gegeben und als Formel für den impuls hat sie uns auch Newton mal Sekunde gegeben das ist dann ja genau das gleiche

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Es gibt da noch eine Formel für die mechanische Arbeit: Leistung mal Zeit.

Arbeit (Energie) und Impuls sind beides Größen, für die eigene Erhaltungssätze gelten: Energieerhaltungssatz und Impulserhaltungssatz.

Leistung und Kraft sind die dazu gehörenden Transportgrößen:

Leistung ist Arbeit pro Zeit, und Kraft ist Impuls pro Zeit.

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In früheren Fragen von dir kam das Problem doch schonmal auf: Impuls und Energie (also auch die Arbeit) sind nicht dieselben physikalischen Größen, sie haben direkt so nichts miteinander zu tun, sie messen verschiedene Aspekte. Direkt der erste Satz ist schon: Kraft mal Strecke und Kraft mal Zeit sollen dasselbe sein??? Dann wäre Strecke und Zeit dieselbe physikalische Größe.

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