Spart eine schiefe Ebene Arbeit?
Hallo, ich wollte wissen ob eine schiefe Ebene Physikalische Arbeit spart. Also es ist doch so desto flacher die Ebene ist desto mehr weg muss ich zurück legen aber die Masse von dem Gewicht bleibt ja gleich. Wie rechne ich zum Beispiel aus wenn ich an einer schiefen ebene die 20° steil ist etwas auf eine höhe von 10,5cm schieb. Wobei die Strecke die ich zurücklege 32,5cm ist und das Gewicht 0,5kg wiegt. Oder wenn ich das selbe mit den selben Eigenschaften mache, nur das ich es direkt auf die höhe hebe. also keinen Weg dabei zurücklege sondern nur von unten hoch hebe ?
8 Antworten
Arbeit W = Kraft F * Weg s
gilt immer!
Hebst Du gerade nach oben ist der Weg s kleiner aber die Kraft F die volle Gewichtskraft.
Schiebst Du über die schiefe Ebene hast Du nur einen Anteil der Gewichtskraft, aber der Weg ist länger.
Im Idealfall sind also beide Arbeiten gleich groß.
Im Realfall müsste aber sogar das Schieben über die schiefe Ebene eine "größere Arbeit in Anspruch nehmen", da hier sogar noch eine entgegengesetzte Reibkraft, folglich eine Reibarbeit über den Weg anfällt.
greetz
Nein, das Produkt aus Kraft x Weg bleibt immer gleich
Es ist im Prinzip ganz simpel. Du willst eine bestimmte Höhe erreichen. Die Höhenenergie = m * g * h. Nehmen wir mal an es existiert keine Reibung und wir zerlegen die schräge Ebene in eine x und y Komponente wobei y senkrecht auf einer Waagerechten x steht, dann muss lediglich eine Kraft für die y Komponente aufgewendet werden. Ob du nun 3Km das Ding in der Länge zerrst oder 4 milliarden Meilen ist egal. Denn für die x Komponente brauchst du keine Kraft. Im Gegenteil, die Gesamtenergie würde sogar noch größer werden wenn Reibung bzw. Beschleunigung nötig ist. Es gilt stets das Integral: Energie bzw. Arbeit = Integral (F * ds). F und s sind Vektoren (also gerichtete Größen). Im Prinzip betrachtest du also alle auftretenden Kräfte und integrierst (anschaulich summierst) über jede Kraft * differentiell kleines Wegelement solange die Vorraussetzung gilt: BEIDE ZEIGEN IN DIE GLEICHE RICHTUNG! Hier existiert nur eine Kraft entlang der y Achse. Folglich heisst das gelöste Integral: Epot = F * h mit F=Kraft durch Gravitationswirkung auf Masse, und h = Höhe. F subsituiert mit mg ergibt weiterhin Epot = mgh. Das wars eigentlich auch schon.
die Arbeit sprich das Ergebnis ist das Gleiche wie wenn du was so hebst nur brauchst du weniger Kraft in mehr Weg bzw Zeit
genaugenommen ist die schiefe ebene sogar energieverschwendung. denn du brauchst mehr energie, um die reibung zu überwinden. außerdem brauchst du zusätzliche energie um in der vertikalen den körper wieder in seine ausgangsstellung zu bekommen. es sei denn, du willst ihn gleichzeitig in der horizontalen und in der vertikalen bewegen.
lg, anna