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Inhalt Mechanische Arbeit Mechanische Arbeit – Arten und Beispiele Mechanische Arbeit – Zusammenfassung Mechanische Arbeit Den Begriff Arbeit verwendest du im Alltag bestimmt sehr häufig: Zum Beispiel dann, wenn du erwähnst, dass deine Eltern zur Arbeit gehen oder dann, wenn du im Haushalt geholfen hast und mitarbeiten musstest. Wir verbinden das Wort Arbeit also mit einer anstrengenden oder zumindest aufwendigen Tätigkeit. Doch was ist die sogenannte mechanische Arbeit in der Physik und wie unterscheidet sich diese von der Arbeit, die wir aus unserem Alltag kennen? Mechanische Arbeit – Definition Die mechanische Arbeit mit Formelzeichen $W$ ist eine physikalische Größe und hängt mit der Kraft zusammen, die auf einen Körper wirkt. Du weißt bestimmt schon, dass die Kraft $\vec{\text{F}}$ eine gerichtete Größe ist. Das bedeutet, dass sie, ausgehend von dem sogenannten Angriffspunkt, in eine bestimmte Richtung wirkt und durch einen Vektor dargestellt werden kann. Wirkt eine Kraft auf einen Körper, dann wird der Körper beschleunigt oder verformt.
Wenn nun eine Kraft entlang eines Weges auf einen Körper wirkt, dann wird Arbeit verrichtet. Um das besser zu verstehen, können wir uns einen Gewichtheber vorstellen, der seine Hantel nach oben heben möchte. Die Hantel ist schwer: Sie wird durch die nach unten wirkende Gewichtskraft $\vec{\text{F$_G$}}$ in Richtung Boden gezogen. Um sie dennoch zu stemmen, muss der Gewichtheber eine Kraft ausüben, die der Gewichtskraft entgegenwirkt. Wir nennen sie in unserem Beispiel einfach nur $\vec{\text{F}}$. Diese Kraft bringt der Sportler nun entlang eines bestimmten Weges $s$ auf, nämlich bis zu der Höhe, in der er die Hantel mit erhobenen Armen halten kann. Er hat Arbeit verrichtet. Mechanische Arbeit – Formel Im Allgemeinen lässt sich die mechanische Arbeit anhand der folgenden Formel berechnen: $W=F\cdot s$ Sie ist also das Produkt aus dem Betrag der wirkenden Kraft $F$ und der Strecke $s$, entlang der diese Kraft wirkt. Je größer Kraft oder Weg, desto mehr Arbeit wird auch verrichtet. Doch beachte: Die aufgestellte Formel gilt in dieser Form nur für eine konstante Kraft.
Klasse 8 Seiten, zur Verfügung gestellt von mglotz am 31. 03. 2019 Mehr von mglotz: Kommentare: 0 Herleitungspuzzle der Lageenergie aus P = v*F Hat man bereits P=T*I_S (bei der Entropie) und P=U*I im elektrischen Fall, lässt sich analog auch P=v*F zeigen. Daraus erhält man einfach eine Formel für die Lageenergie (E=mgh) 2 Seiten, zur Verfügung gestellt von ben24 am 14. 2017 Mehr von ben24: Physikarbeit Arbeit, Leistung, mechanische Energieformen Arbeit zu den Themen Arbeit, Leistung, mechanische Energieformen mit Zusatzaufgabe. Klasse 7 Realschule Niedersachsen. Empfehlenswerter Link: Der Film zum Thema ist sehr ansprechend gemacht. 4 Seiten, zur Verfügung gestellt von dinni82 am 09. 04. 2011 Mehr von dinni82: Kommentare: 5 Mechanische Arbeit Überwindung der Reibungs - und Gewichtskraft, mit Lückentext und Skizze, POLY, 9. Schulstufe (Anm. der redaktion: POLY ist in Österreich die Abkürzung für Polytechnische Schule, eine einjährige Schule im 9. Schuljahr, dient der Berufsvorbereitung) 3 Seiten, zur Verfügung gestellt von christlsch am 23.
Außerdem wird mechanische Arbeit nur im Falle von Kräften oder Kraftanteilen, die parallel zum Weg sind, verrichtet. Stell dir zum Beispiel vor, dass unser Gewichtheber mit der Hantel über dem Kopf und gestreckten Armen ein paar Schritte nach vorne geht. Die Kraft, mit der er die Hantel hebt, wirkt weiterhin nach oben. Sie ist also senkrecht zu der Strecke, entlang derer er sich bewegt. Es wird keine mechanische Arbeit verrichtet. Hier zeigt sich auch eine Abgrenzung zu der Verwendung des Begriffs Arbeit in unserem Alltag: Schließlich ist auch das Laufen des Gewichthebers mit erhobener Hantel eine anstrengende Tätigkeit. In der normalen Umgangssprache würden wir diese Anstrengung vermutlich doch als Arbeit ansehen. Mechanische Arbeit – Einheit Da die Kraft in Newton ($\text{N}$) und die Strecke in Metern ($\text{m}$) angegeben werden, hat die mechanische Arbeit die zusammengesetzte Einheit $\text{Nm}$, also Newton mal Meter. Das lässt sich auch als Joule ($\text{J}=\text{N} \cdot \text{m}$) zusammenfassen.
Hier findet ihr Aufgaben und Übungen zur mechanischen Arbeit. Löst diese Aufgaben zunächst selbst und seht erst anschließend in unsere Lösungen. Bei Problemen findet ihr Informationen und Formeln in unserem Artikel "mechanische Arbeit". Artikel: Mechanische Arbeit Aufgabe 1: Beantworte die Fragen 1a) Beschreibe - in Worten - was man unter mechanischer Arbeit versteht? 1b) Wie berechnet man die mechanische Arbeit ( Formel)? 1c) Wie ermittelt man die mechanische Arbeit grafisch? 1d) Welche Arten mechanischer Arbeit gibt es? Aufgabe 2: Berechne 2a) Eine Masse wird mit einer Kraft von 200 N einen Weg von 230 Meter geschoben. Wie viel Arbeit wird verrichtet? 2b) Eine Masse wiegt 80 kg und wird 200 cm weit angehoben. Wie viel Arbeit wird verrichtet? Links: Lösungen: Mechanische Arbeit Zur Mechanik-Übersicht Zur Physik-Übersicht
Dazu benötigt man nur einige Stufen oder Treppen im Schulhaus. Zusätzlich werden noch ein Meterstab oder Maßband (Zur Feststellung der Höhendifferenz), eine Waage und ein oder zwei Stoppuhren benötigt. Immer ein Schüler läuft die Treppen hoch. Die benötigte Zeit wird gemessen sowie das Körpergewicht des Schülers. Nachdem mehrere Messwerte ermittelt wurden kann nun thematisiert werden, welcher Schüler am meisten "geleistet" hat. Die Schüler kommen schnell darauf, dass die wesentliche Komponente die "Zeit" und nicht die Arbeit ist. Somit kann die Formel für die Leistung (Arbeit durch Zeit) leicht erarbeitet werden. In der letzten Spalte der Tabelle kann dann berechnet werden, welcher Schüler die größte Leistung vollbracht hat. 1 Seite, zur Verfügung gestellt von aljoken am 20. 2007 Mehr von aljoken: Kommentare: 5 Energie Zwei kurze Merktexte zu den Energieformen und zur Energiegewinnung. Die Bilder auf dem Arbeitsblatt zu den Enerieformen musste ich leider entfernen, sie sollten aber schnell wieder eingefügt werden.
Tipps zum Whiteboard-Einsatz: Die Mediendarstellung kann im Browser mit der Tastenkombination [Strg] + Plustaste oder Minustaste oder mit [Strg] und dem Mausrad vergrößert oder verkleinert werden, um dann erklärend in die projizierte Folie oder das Arbeitsblatt hinein zu arbeiten. Mit der Software des Smartboards / Aktivboards können Medien-Bereiche (vorerst) abgedeckt werden oder weitere Erklärungen angebracht werden. So lässt sich z. B. auch ein Arbeitsblatt in der Projektion einfärben oder (gemeinsam) ausfüllen. Tipps zur OH-Projektion: Wenn Sie von der Kopiervorlage eine s/w-Kopierfolie erstellen, können Sie diese bei der gemeinsamen Erarbeitung vervollständigen. Die Farbfolie setzen Sie dann eventuell erst bei der Zusammenfassung oder Wiederholung ein. Wenn Sie die Farbfolie zur Projektion in eine "gute" Klarsichtfolie stecken, können Sie auch auf dieser Klarsichtfolie Eintragungen zur Projektion "in die Folie" machen, ohne sie zu zerstören.
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