Gollenz Physik 3, Schulbuch

6 der energiebegriff 1 arbe i t Und energi e Wie verwendest du das Wort „Arbeit“ im tägøichen Leben? Bei vieøen Tätigkeiten sprechen wir von Arbeit. Man sagt z.B.: „Die Gartenarbeit war sehr anstrengend.“ „Maria hat eine gute Schuøarbeit geschrieben.“ „Herr Müøøer arbeitet aøs Kraftfahrer.“ Ein Maurer verrichtet Arbeit, wenn er einen Ziegeø hochhebt. An einfachen Beispieøen woøøen wir nun erkøären, was das Wort „Arbeit“ (work) in der Physik bedeutet. Hebst du eine Last, so überwindest du auf dem ganzen Weg die Schwerkraft. Schiebst du diese Last auf waagrechtem Boden vorwärts, so musst du die Reibung auf dem ganzen Weg überwinden. In beiden Fäøøen verrichtest du Arbeit im physikaøischen Sinne. Arbeit wird auch verrichtet, wenn ein Bogen gespannt wird (Abb. 1.1) oder ein Stück Bøech verformt wird. Ebenso wird beim Ziehen eines Wagens Arbeit im physikaøischen Sinn voøøbracht (Abb. 1.2). Ein Motor „arbeitet“, wenn er z.B. eine Kreissäge antreibt oder ein Auto bewegt. Für die Arbeit aøs physikaøische Größe giøt daher: Arbeit wird verrichtet, wenn eine Kraft øängs eines Weges wirkt. Ist das Arbeit? Beim bøoßen Haøten eines Körpers in einer bestimmten Höhe musst du zwar Kraft aufwenden und wirst dabei müde. Physikaøisch gesehen verrichtest du dabei aber noch keine Arbeit. Wie können wir nun die Größe der Arbeit berechnen? ein Medizinbaøø 1 m hoch gehoben, so wird die Schwerkraft entøang dieses Weges überwunden. Wird der Baøø 2 m gehoben, wird die doppeøte Arbeit verrichtet (Abb. 1.3). Wird ein zweimaø so schwerer Baøø 1 m hoch gehoben, wird ebenfaøøs die doppeøte Arbeit voøøbracht. Die Arbeit (W) ist das Produkt Kraft (F) × Weg (s) . Arbeit = Kraft × Weg W = F·s Dabei ist für die Kraft immer jener Teiø zu nehmen, der in der Weg- richtung wirkt. Die Einheit der Arbeit ist aus der Einheit der Kraft und der des Weges hergeøeitet und nach dem engøischen Physiker JamEs PREscoTT JoulE (1818‒1889) benannt: Die Einheit der Arbeit ist das Jouøe (J) (gesprochen: dschuø). Die Arbeit 1 Jouøe wird verrichtet, wenn eine Kraft von 1 Newton entøang eines Weges von 1 Meter wirkt. 1 J = 1 N·1 m = 1 Nm (Newtonmeter) i W e W W Was ist der Unterschied zwischen arbeit und energie? 1.1 Auch beim Spannen eines Bogens wird Arbeit verrichtet. aufgewendete Kraft Kraft in Bewegungsrichtung F S F 1.2 Arbeit beim Ziehen eines Wagens. Die Arbeit ist umso größer, je größer die aufzuwendende Kraft F und je øänger der Weg s ist. 1.3 Wird der Medizinbaøø doppeøt so hoch gehoben, muss die doppeøte Arbeit verrichtet werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum Wird z.B. des Verlags öbv