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NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenSamstag, 24. August 2019 

Arbeit (Physik)


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Die physikalische Arbeit ist eine Energiemenge die von einem in ein anderes System übertragen wird. Diese erfolgt durch das Wirken einer Kraft . Energie ist gespeicherte Arbeit.

Arbeit Formelzeichen W ist das Produkt von einer Kraft F und einem Weg s und wird in der SI -Einheit Joule angegeben. Wenn eine Kraft einen Körper um eine bestimmte Distanz verschiebt verrichtet sie Arbeit am Körper als Energie in diesem gespeichert oder weitergegeben wird.

<math> W = F \cdot s </math>

F und s sind nur dann Skalare wenn die wirkende Kraft in Richtung zurückgelegten Wegs angreift sonst Vektoren . Mit <math>\vec F</math> für den Kraftvektor s</math> für den Distanzvektor und W für die Arbeit gilt

<math>W=\vec F \cdot \vec s</math>

Dies ist ein Skalarprodukt und kann auch geschrieben werden als

<math>W= \left| F \right| \cdot \left| s \cdot \cos \alpha</math>

wobei α der Winkel zwischen Kraftrichtung und Distanzvektor |F| der Betrag von F und |s| der Betrag von s ist. Die Arbeit W ist also ein Skalar.

Der nächste Schritt führt zur Betrachtung Wege durch Zerlegung der Strecke s in infinitesimal kleine Wegstücke ds . Dann ergibt sich die Arbeit als über das Skalarprodukt F(s)*ds .

Beispiele

Es ist physikalisch keine Arbeit einen mit idealen Rollen reibungslos einen (horizontalen) Weg zu ziehen. Sobald Rollen nicht ideal sind und somit Reibung muss Arbeit verrichtet werden.

Das horizontale Tragen eines Körpers ist auch keine Arbeit.

Ein weiteres Beispiel ist das Spannen Feder . Beim Spannen braucht man Kraft und die Feder über einen bestimmten Weg. Die hat damit potentielle Energie und ist fähig dieselbe Kraft rückwärts dieselbe Distanz wieder auszuüben. Damit würde sie verrichten und die Energie wieder loswerden.

  
Falls die Kraft nicht konstant ist klassische Mechanik .

Leistung ist Arbeit pro Zeit .

Umrechnung in andere Energie-Einheiten: siehe Energie



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