Prisma Physik 2, Schulbuch

Jetzt wird gearbeitet! bild 1 zeigt marco in unterschiedlichen situationen: einmal mäht er den rasen, dann macht er seine hausaufgaben und schließlich steht er mit mehreren Ge- tränkeflaschen im Arm an der Kasse an. mit all diesen beispielen verbinden wir im Alltag das Wort Arbeit. Aus physikalischer sicht ist das anders. nur das rasenmähen ist Arbeit, denn in der Physik hat der Ar- beitsbegriff eine eigene Festlegung: Wird auf einen Körper eine Kraft aus- geübt und bewegt sich der Körper in Kraftrichtung, dann wird physikalische Arbeit verrichtet (  b2). Die Berechnung der Arbeit die physikalische Arbeit hat das Formel- zeichen W (von engl. work: Arbeit). um sie zu berechnen braucht man zwei physi- kalische Größen: die Kraft F , die längs des Weges aufgewendet wird, und die zurück- gelegte strecke s . die verrichtete Arbeit ist das Produkt aus der Kraft in Wegrichtung und dem zurückgelegten Weg. Arbeit = Kraft · Weg W = F · s Die Einheit der Arbeit die einheit der Kraft ist das newton und die einheit des Wegs ist das meter. die einheit der Arbeit ist daher das Produkt aus diesen beiden einheiten, das newton- meter (nm). Für das newtonmeter wird auch die einheit Joule (J) verwendet, be- nannt nach dem englischen Physiker J Ames P resCott J oule (1818–1889): 1nm = 1 J, 1000 J = 1kJ. Wann wird keine physikalische Arbeit verrichtet? 1. es wird kein Weg zurückgelegt: s = 0m. der Junge mit den Waren im Arm (  b1) steht schon einige zeit in der Kassen- schlange. die Anstrengung kann er in den muskeln spüren. dennoch verrichtet er beim bloßen halten der Waren keine phy- sikalische Arbeit. Wie kann das sein? das halten der Waren erfordert zwar eine Kraft, aber es wird kein Weg zurückgelegt. Folglich gilt: W = 0. 2. es wird keine Kraft ausgeübt: F = 0n. ein Gegenstand bewegt sich z. b. ohne Kraftaufwand durch das Weltall. die ver- richtete Arbeit an dem Gegenstand ist null, denn es wirkt keine Kraft. F s � � � 3 die Gewichtskraft des koffers wirkt nicht in seine Bewegungsrichtung.  Ganz schön anstrengend! 2 hier wird physikalische arbeit verrichtet. Physikalische Arbeit Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv