Arbeit in Form von Kraft mal Weg

Inhalt Mechanische Arbeit ist Kraft mal Weg oder: Wärme Zu- oder Abfuhr Kraft mal Weg bei gleichförmiger Bewegung beschleunigter Bewegung: Kinetische Energie

Arbeit ist Kraft mal Weg Voraussetzung: Die Kraft wirke in Richtung des Wegs Dieses Bild zeigt nur Kraft und Weg zur Berechnung der Arbeit – es fehlen die Gegen Kräfte

„Arbeit ist Kraft mal Weg“ Einheit: 1 Nm=1 J (1 Joule)

Arbeit, skalar SI Einheit Anmerkung W = F · s 1 Nm=1 J „1 Joule“ Konstante Kraft entlang des Weges s F 1 N Kraft s 1 m Weg

Arbeit, skalar, wenn die Kraft als Funktion des Weges bekannt ist SI Einheit Anmerkung 1 J Die Kraft sei Funktion des Weges 1 N Kraft als Funktion des Weges 1 m Ein (infinitesimial) kurzes Weg Intervall* * Auf dem die Kraft in Richtung des Wegs als konstant gelten kann

Arbeit bei konstanter Geschwindigkeit Kraft Weg Die Bewegung in diesem Beispiel ist gleichförmig, deshalb „kräftefrei“: Der Kraft von „Blau“ wirkt eine gleichgroße Kraft von „Rose“ entgegen

Arbeit bei beschleunigter Bewegung Kraft Weg Die Bewegung in diesem Beispiel ist beschleunigt: Der Kraft von „Blau“ wirkt eine gleichgroße Trägheitskraft entgegen

Kinetische Energie bei konstanter Beschleunigung Einheit 1 J Konstante Kraft F im Intervall Δs 1 N Kraft auf die Masse m 1 m In der Zeit t durchfahrener Weg 1 m/s Nach der Zeit t erreichte Geschwindigkeit F und Δs eingesetzt, t als Funktion von v eingesetzt

Definition der kinetischen Energie Einheit 1 J Kinetische Energie Eine sich mit Geschwindigkeit v bewegende Masse trägt die kinetische Energie Wkin=mv2/2 , unabhängig von der Art der Beschleunigung

Versuch Fangpendel: potentielle Energie wird mit unterschiedlichen Beschleunigungen – messbar an unterschiedlichen Zeiten für gleiche Geschwindigkeits-Änderung - in kinetische Energie umgewandelt und wieder in potentielle zurückgewandelt

Zusammenfassung Arbeit ist Kraft mal Weg Skalar: W = F · s [1 J] Kraft F wirke entlang des Weges s Die Arbeit wird zu „Kinetischer Energie“, wenn die Kraft zur Beschleunigung einer Masse verwendet wird: Eine Masse m, mit Geschwindigkeit v bewegt, hat die kinetische Energie Ekin=m·v2/2 Diese Formen der Arbeit sind in vollem Umfang in andere Formen der Energie umwandelbar Im Gegensatz zur Wärme, die nicht vollständig in „Kraft mal Weg“ für eine einzelne Masse verwandelt werden kann

Voraussetzung: Die Kraft wirke in Richtung des Wegs Finis Kraft Weg Voraussetzung: Die Kraft wirke in Richtung des Wegs