Arbeit, Energie und Beschleunigung

Wissenschaft Physik
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Hallo,
leider bin ich nicht so das Phsyik-Ass. Dennoch muss ich ein Referat über das Thema „Arbeit, Energie und Beschleunigung“ halten.

Ich habe versucht durch das Internet rauszufinden, was mit Arbeit gemeint ist. Versteh ich das richtig, dass man als „Arbeit“ die Energie versteht, die sich ändert wenn z.B. bei einer Reibung die mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird?

Dann hät ich wenigstens schon mal den Zusammenhang zwischen Arbeit und Energie verstanden. Aber ich kann echt nichts damit anfangen, was die Beschleunigung damit zu tun hat.

Und das ist auch das eigendliche Problem, dass ich den Zusammenhang zwischen den drei Begriffen nicht verstehe und deshalb nicht weiß, wie ich das Referat aufbauen soll.

Gibt es vll einen Versuch, der den Zusammenhang verdeutlicht?

Hoffe ihr könnt mir weiterhelfen,
Stephan

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Hallo,

Ich habe versucht durch das Internet rauszufinden, was mit
Arbeit gemeint ist. Versteh ich das richtig, dass man als
„Arbeit“ die Energie versteht, die sich ändert wenn z.B. bei
einer Reibung die mechanische Energie in Wärmeenergie
umgewandelt wird?

sehr umständlich ausgedrückt, aber ich gehe mal davon aus, dass du das Richtige meinst.

Ich würde einfach sagen: Energie ist gespeicherte Arbeit.

Wenn du aber schon von Reibungswärme sprichst, musst du bei dieser Betrachtung bedenken, dass das nicht automatisch auch bedeutet, dass dank vorhandener Energie tatsächlich Arbeit geleistet werden kann. Je nachdem, in welcher Klassenstufe du bist, ist das aber nicht unbedingt relevant.

Dann hät ich wenigstens schon mal den Zusammenhang zwischen
Arbeit und Energie verstanden. Aber ich kann echt nichts damit
anfangen, was die Beschleunigung damit zu tun hat.

Es gibt verschiedene Formen von Energie. Wärme ist beispielsweise eine. Und Bewegung ist ebenfalls eine, denn beim Beschleunigen eines Körpers leistest du Arbeit. Wenn ein Körper nach der Beschleunigung keine Reibungs- oder sonstigen bremsenden Kräfte erfährt, verbleibt er auch in dem Bewegungszustand, in den du ihn so gebracht hast, die geleistete Arbeit ist also gespeichert.

Und das ist auch das eigendliche Problem, dass ich den
Zusammenhang zwischen den drei Begriffen nicht verstehe und
deshalb nicht weiß, wie ich das Referat aufbauen soll.

Gibt es vll einen Versuch, der den Zusammenhang verdeutlicht?

Ich denke, wenn du die Begrifflichkeiten verstanden hast, werden dir jede Menge (sogar im Referat durchführbare, sofern das erwünscht ist) Versuchsmöglichkeiten einfallen.

Ich kann dir auch raten, die Wikipedia zu den Begriffen zu befragen. Was die Mathematik angeht sieht das dort zwar immer alles sehr kompliziert aus, aber zumindest was Erläuterungen und weiterführende Links angeht, kann man da durchaus was lernen.

mfg
MB

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Hallo,

Ich habe versucht durch das Internet rauszufinden, was mit
Arbeit gemeint ist. Versteh ich das richtig, dass man als
„Arbeit“ die Energie versteht, die sich ändert wenn z.B. bei
einer Reibung die mechanische Energie in Wärmeenergie
umgewandelt wird?

Ja, das ist richtig. Energie kann nicht verloren gehen, sie kann nur von einem Zustand in einen anderen transformiert werden (z. B. elektrische Energie in magnetische Energie). Arbeit ist somit eine Energie, die transformiert wird von einem Zustand in einen anderen.
Da gibt es auch so einen Merksatz: „Energie ist die Fähigkeit, Arbeit verrichten zu können“.

Man kürzt Arbeit und Energie mit W bzw. E ab und die SI-Basiseinheit ist J (Joule).

Die Vorraussetzung, dass Arbeit in der Mechanik verrichtet werden kann, ist eine Kraft (F), Einheit N (Newton).

Nach dem 2. Newton’schen Gesetz gilt.

F = m * a
(Kraft = Masse * Beschleunigung)

Wie du siehst, ist eine Kraft widerum die Vorraussetzung, um Massen beschleunigen zu können. Wenn sich aber z. B. eine Kugel mit gleicher Geschwindigkeit auf dem Boden oder auf einem Tisch fortbewegt und die Reibungsarbeit = 0 sei, dann wirkt an der Kugel keine Kraft (außer Gravitationskraft), weil sie nicht beschleunigt ist. Beschleunigung ist nichts anderes als eine Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit. Dagegen ist Geschwindigkeit eine Wegänderung pro Zeiteinheit. Darum ist die Einheit der Geschwindigkeit m/s und die Einheit der Beschleunigung m/s² = (m/s)/s.

In der Physik macht man zum Schluss einer Rechnung immer eine Einheitenrechnung, um überprüfen zu können, ob die Einheiten stimmen.

Ich mach das mal am 2. Newton’sche Gesetz.

F=m*a

[F] = kg * ((m/s)/s) = kg * (m/s²) = N

Und Arbeit ist das Skalarprodukt aus Weg s und Kraft F

W = F * s
[W] = N*m = J

Am besten, du veranschaulichst das Thema im Bereich der klassischen Mechanik; also anhand von Bewegungsabläufen (geradlinige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, beschleunigte Bewegung, evtl. auch Rotationsbewegungen).

Dein Thema ist eigentlich total easy, wenn man es verstanden hat. Das ist m. E. das Leichteste in der ganzen Physik überhaupt.

Tschüss,
Lisa

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Hallo, Stephan

falls Du einverstanden bist, könnte ich Dir so ca 10-15 Seiten aus dem Buch RÖDEL: Dynamik aus dem Jahre 1961 einscannen und per Mail schicken. Dieses Buch verwendet natürlich die alten früheren physikalischen Bezeichnungen. Die Begriffe und die Zusammenhänge sind aber sehr gut erklärt. Es gibt Beispielsrechnungen. Meine Adresse ist vertrauenswürdig und Du kannst ohne Bedenken die Anlagen öffnen.
Falls Du also Interesse hast, melde Dich.
Gruss:
Manni

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Hallo!

Ich habe versucht durch das Internet rauszufinden, was mit
Arbeit gemeint ist.

Warum im Internet? Steht das nicht in Deinem Physik-Buch?

Michael