T3 – Arbeit und Leistung
Wird auf den Bildern gearbeitet?
Physikalische Arbeit Wird eine Kraft entlang eines Weges verrichtet, so ist das Produkt aus Kraft und Weg die physikalische Arbeit. Arbeit = Kraft ∙ Weg W = F ∙ s [ J ] = [N] ∙ [m] Beispiel: Ein Mann hebt einen 7 kg schweren Eimer vom Boden in den 75 cm hohen Kofferraum. Wie groß ist die Arbeit, die er verrichtet? W = 70 N ∙ 0,75m W = 52,5 J
Arbeitsformen Hubarbeit Reibungsarbeit Spannarbeit Beschleunigungsarbeit Verformungsarbeit
Beispiel „Arbeiter“ 2 Arbeiter ziehen 16 Steine nach oben. Einer zieht alle auf einmal auf das 3m hohe Gerüst. Der andere zieht 2mal 8 Steine hoch. Ein Stein wiegt 5kg. W = F · s W = 16 · 50N · 3m = 2400 J = 2,4kJ Unterschied?
Leistung Die mechanische Leistung ist der Quotient aus Arbeit und Zeit. 𝑃= 𝑊 𝑡 𝑊𝑎𝑡𝑡= 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 𝑆𝑒𝑘𝑢𝑛𝑑𝑒𝑛 [𝑊]= [𝐽] [𝑠]
Beispiel Tobias (55kg) und Mark (70kg) wollen ihre Leistung beim Treppenlauf bestimmen. Beide kommen zur gleichen Zeit oben an. Tobias sagt: „Ich habe mehr geleistet, denn ich bin doch viel kleiner als du“ Hat er Recht? Treppe: 8m Höhe, Zeit 23 Sekunden Tobias: P = 550N · 8m : 23s = 191,3 W Mark: P = 700N · 8m : 23s = 243,5 W
Beispiel 2 Tom und Gunnar wollen ihre Leistung beim Treppenlauf bestimmen. Beide sind gleich schwer. Wer leistet mehr? Treppe: 8m Höhe Tom: P = 600N · 8m : 21s = 229 W Gunnar: P = 600N · 8m : 34s = 141 W
Weiterarbeit T3, T4, T5, … Ab Montag: Arbeit an den Präsentationen Einige relativ schnell nur noch daran Andere Stationen in Ruhe zu Ende machen Weiterarbeit