Arbeit & Energie

Arbeit W
Arbeit allgemein (Definition):
Unter der Arbeit versteht man ja im deutschen Sprachgebrauch vieles: Klassenarbeit, Arbeit im Büro, Arbeit auf der Baustelle, etc. Aber in der Physik sieht das anders aus. Unter der Arbeit W versteht man das Produkt aus der aufgewendeten Kraft Fs in Wegrichtung und die zurückgelegte Wegstrecke s:
W = Fss
Einheit: [W] = 1N * 1m = 1Nm = 1J (Joule)

Formen der Arbeit:
Hubarbeit (wenn man etwas anhebt, bspw. einen Koffer) Formel für die Hubarbeit
Beschleunigungsarbeit (wenn man etwas beschleunigt, bspw. einen Fussball durch einen Tritt) Formel für die Beschleunigungsarbeit
Spannarbeit (wenn man etwas spannt, bspw. einen Bogen, um einen Pfeil zu schießen) Formel für die Spannarbeit
Reibungsarbeit (wenn man etwas an etwas anderem reibt, bspw. eine Holzkiste auf Beton) Formel für die Reibungsarbeit
Erklärungen:
bspw. = beispielsweise
G = Gewichtskraft (=m*g)
m = Masse
g = Ortsfaktor
h = Höhe
v = Geschwindigkeit
F = Kraft
FR = Reibung

Energie
Wie bei der Arbeit gibt es viele Möglichkeiten, das Wort Energie zu deuten. Energie in der Physik ist gespeicherte Arbeit. Das bedeutet, dass, wenn ich z.B. ein Holzwägelchen auf ein anderes zurollen lasse, es das andere ebenfalls in Bewegung setzt. Energie ist also die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, wenn vorher Arbeit angewandt wird.
Verrichtet man Arbeit, wird diese zu Energie. Dabei wird...
- ... Hubarbeit zu Lageenergie, da ein Körper in eine neue Lage gebracht wird,
- ... Beschleunigungsarbeit zu Bewegungsenergie, da ein Körper bewegt wird,
- ... Spannarbeit zu Spannenergie (da ein Körper gespannt wird) und
- ... Reibungsarbeit zu Wärmeenergie (da bei Reibung auch Wärme entsteht).
Die ersten drei Energieformen sind verwertbar, die letzte nicht. Sie bremst allenfalls einen gleitenden Körper.

Insgesamt gilt
In einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller beteiligten Energieformen konstant.
(ohne Reibung --> Idealfall)
Vereinfacht: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

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