Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn eine Kraft längs des Weges auf einen Körper wirkt.
Energie bleibt in einem abgeschlossenen System erhalten, sie kann aber in verschiedene Formen umgewandelt werden.
Es gibt nur eine Art der physikalischen Arbeit: die Hubarbeit. Andere Begriffe sind nur Synonyme.
Die goldene Regel der Mechanik besagt, dass das Produkt aus Weg und Kraft sich in Abhängigkeit von den benutzten reibungsfreien Kraftwandlern ändert.
Es gibt fünf Arten der Arbeit: Hubarbeit, Reibungsarbeit, Spannarbeit, Rotationsarbeit und Beschleunigungsarbeit.
Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus genutzter Energie und zugeführter Energie und ist immer größer als 1.
Was an Kraft eingespart wird, muss an Weg zugesetzt werden.
Spannarbeit wird in Form potentieller Energie in der Feder gespeichert.
Luftwiderstand ist keine Reibungskraft.
Die Einheit der mechanischen Energie ist J.
Aufgabe 2
Dauer:10 Minuten6 Punkte
mittel
In der Disziplin "Gewicht reißen" hält die Russin Tatjana Kaschirina in ihrer Gewichtsklasse (mehr als 75 kg Körpergewicht) den Weltrekord mit einem gerissenen Gewicht von 155 kg.
Berechne die von Tatjana verrichtete Arbeit, wenn wir von einem Höhenunterschied von 1,70 m ausgehen.
Wie groß ist der Zuwachs an Höhenenergie, den die Hantel dabei erhält?
Aufgabe 3
Dauer:5 Minuten4 Punkte
mittel
Das Auto deiner Eltern hat eine Panne. Gemeinsam schiebt ihr das Fahrzeug mit einer Kraft von 500 N an. Nach 50 Metern springt das Auto wieder an. Welche Arbeit habt ihr verrichtet?
Aufgabe 4
Dauer:10 Minuten2 Punkte
schwer
Luis ist Schütze im Verein für Bogensport. Er wiegt 66 kg und kann seinen Bogen 60 cm spannen. Die Spannkraft entspricht dabei einem Drittel seiner Gewichtskraft. Seine Pfeile wiegen durchschnittlich 40 g. Vor seinen Freunden behauptet er, dass er es schafft, einen Pfeil 150 Meter senkrecht in die Höhe zu schießen. Überprüfe seine Behauptung. Vernachlässige dabei den Luftwiderstand.
