Physik verstehen 2, Schülerbuch

28 2  Arbeitsheft-Seite 15 Die Arbeit in der Physik 1. Was verstehen wir in der Physik unter Arbeit? „Das Arbeiten fällt mir heute so schwer!“, denkst du dir vielleicht, während du für die nächste Stundenwiederholung in Physik lernst. Obwohl du dich sehr anstrengst, ist diese Tätigkeit physikalisch gesehen keine Arbeit (Abb. 28.1). Wenn du eine schwere Kiste hältst, dann verrichtest du in der Physik keine Arbeit, trägst du sie die Stiegen hinauf aber schon (Abb. 28.2). Auch die vergebliche Anstrengung, einen festsitzenden Schraubverschluss zu lösen, ist im physikalischen Sinn keine Arbeit (Abb. 28.3). Eine „ physikalische Arbeit “ erkennst du daran, dass ein Körper durch die Wirkung einer Kraft seinen Ort , seine Lage oder seine Form ändert . Beim Lernen, Halten oder dem festsitzenden Schraubverschluss geschieht dies nicht. Beim Hinauftragen der Kiste aber schon, da du dabei einen Weg zurück­ legst und einen Höhenunterschied überwindest. 2. Welche Formen der mechanischen Arbeit gibt es? Du verrichtest eine Arbeit, wenn du eine Last aufhebst – „ Hubarbeit “. Du arbeitest auch, wenn du einen Wagen ziehst und dabei die Reibungskräfte überwindest – „ Reibungsarbeit “. Mechanische Arbeiten sind auch das Verformen einer Stahlfeder – „ Verformungs- arbeit “ – oder das Werfen eines Balles – „ Beschleunigungsarbeit “. 3. In welchen Maßeinheiten wird die Arbeit gemessen? Wenn du einen Körper mit 1N Gewicht um 1m hochhebst, hast du eine Arbeit von 1 Newtonmeter (Nm) oder 1 Joule (J, sprich „dschul“) verrichtet (Abb. 28.6). Die Einheit Joule ist nach dem englischen Physiker James Prescott Joule (1818–1889,  Seite 8) benannt. 28.1  Lernen ist zwar anstrengend, aber keine physikalische Arbeit. 28.2 Das Halten einer Last ist trotz Kraft­ aufwand keine Arbeit, sie hinauftragen aber schon. 28.3 Der Schraubverschluss lockert sich nicht? Keine Arbeit! Arbeit wird verrichtet, wenn eine Kraft auf einen Körper einwirkt und der Angriffspunkt der Kraft einen Weg zurücklegt. M Formen der mechanischen Arbeit: Hubarbeit, Reibungsarbeit, Verformungsarbeit, Beschleunigungsarbeit M 28.4 Verformungsarbeit beim Spannen des Bogens 28.5 Hubarbeit beim Klettern Infobox: 1 Newtonmeter = 1 Joule 1 kJ = 1 000 J 1MJ = 1 000 000 J Die Maßeinheiten der Arbeit sind 1 Newtonmeter (Nm) = 1 Joule (J) . 1 Kilojoule (kJ) = 1 000 J; 1 Megajoule (MJ) = 1 000 000 J M 1 N 1 N 1m Masse 100 g 28.6 So kann die Arbeit von 1 Joule verrichtet werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv