Arbeit in der Physik - einfache Erklärung, Berechnungen, Aufgaben, Übungen (Mechanik)
Think Logic
https://www.youtube.com/watch?v=76c55jVMigI

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 im heutigen Video werde ich dir so einfach wie möglich erklären was wir in der Physik unter Arbeit verstehen schauen wir uns dafür mal diese
0:07 Situation hier an wir haben hier einen Block der befindet sich auf einer reibungsfreien Oberfläche und die haben eine Person und diese Person die schiebt
0:16 den Block an das heißt diese Person übt eine Kraft F auf diesem Blog aus dann wird sich dieser Block beginnen in diese Richtung zu bewegen und sagen wir jetzt
0:27 mal dass diese Person den Block so lange anschiebt bis er sich an dieser Stelle hier befindet und bezeichnen wir diese Weglänge hier mit Delta x dann sagen wir
0:38 in der Physik dass diese Person an dem Block eine Arbeit verrichtet hat diese Arbeit die bezeichnet man mit einem großen B und die Arbeit kann man
0:48 ziemlich einfach berechnen das ist einfach die Kraft F mal dieser Weglänge Delta x das heißt wenn wir zum Beispiel eine Kraft von 10 Minuten haben
1:00 und sagen wir mal die Person schiebt den Block über eine Weglänge von sagen wir mal zwei Metern an dann haben wir eine Arbeit von 10 Minuten mal zwei Metern
1:09 das heißt 20 Joule die Einheit der Arbeit die ist Newton und diese Einheit gibt man jetzt seinen eigenen Namen und dieser Name ist
1:20 Joe jetzt stellt sie natürlich die Frage was können wir uns unter dieser Größe vorstellen intuitiv wird der Begriff der
1:28 Arbeit wahrscheinlich schon in die Sinn machen in dieser Situation diese Person die hat arbeiten müssen um diesen Block anzuschieben in der Physik verstehen wir
1:36 unter der Arbeit aber etwas anderes und zwar eine Energieübertragung in dieser Situation hier wurde Energien von dieser Person auf dem Block übertragen oder
1:47 eben in anderen Worten von dieser Person wurde Arbeit an diesem Block verrichtet und nachdem diese Masse von der Person angeschoben wurde befindet sich diese
1:56 Masse ja hier und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit v in diese Richtung und dann besitzt diese Masse kinetische Energie hier am Anfang bewegt sich die
2:06 Masse noch nicht das heißt sie hat keine Energie dann wird arbeitsverrichtet oder eben Energie übertragen von der Person auf die Masse und am Ende besitzt diese
2:15 Masse dann eine bestimmte kinetische Energie hast du das stellen wir uns in der Physik und der Arbeit vor schauen wir
2:22 uns jetzt noch ein paar weitere einfache Beispiele an schau dir mal diese Situation an hier haben wir eine Person die eine relativ schwere Masse in die
2:30 Höhe hält diese Masse die bewegt sich aber nicht das heißt Delta X ist nur und deswegen ist die Arbeit in dieser Situation nur das heißt diese Person die
2:40 verrichtet an der Masse keine Arbeit was dir dieses Beispiel zeigen sollte ist dass obwohl du hier vielleicht im Alltag sagen würdest dass diese Person arbeiten
2:50 muss damit sie diese Masse in die Luft hält physikalisch gesehen wird hier von dieser Person keine Arbeit verrichtet anders sieht das Ganze in dieser
2:59 Situation aus hier hebt diese Person eine Masse m vom Boden auf und bringt sie auf eine Höhe h diese Person die muss natürlich eine Kraft auf diese
3:09 Masse ausüben um die Gravitationskraft nach unten zu überwinden und die Masse wird von der Höhe 0 auf die Höhe h gebracht das heißt hier wird eine Arbeit
3:18 W von F mal h verrichtet schauen wir uns jetzt noch ein drittes Beispiel an hier haben wir wieder die gleiche Situation wie hier oben wir
3:29 haben einen Block mit der Masse m dass ich auf einer reibungsfreien Oberfläche befindet das heißt er kann sich nach rechts und nach links bewegen diesmal
3:38 wirkt aber diese Kraft F nicht genau in Bewegungsrichtung sondern schräg zur Bewegungsrichtung und diese Kraft F die wirkt wieder so lange bis die Wegstrecke
3:48 Delta x zurückgelegt worden ist und die Frage ist wieder wie groß ist die Arbeit die hier verrichtet wird um das auszurechnen müssen wir den Anteil
3:58 der Kraft Berechnen der in Bewegungsrichtung zeigt das heißt wir müssen die Kraft aufspalten in eine Kraft die parallel zu Bewegungsrichtung
4:06 ist und in eine Kraft die im rechten Winkel zu bewegen ist und wir sehen genau an diesem Anteil der Kraft in basiert wir haben hier den Winkel Alpha
4:16 das ist der Winkel zwischen der Kraft und der Bewegungsrichtung der ist gegeben und wir haben diese Kraft F gegeben wie können wir uns jetzt diese
4:24 Kraft ausrechnen dazu verwenden wir einfach trigonometrien und zwar der Kosinus von Alpha ist gleich an Katheter das heißt diese Parallele Kraft
4:35 dividiert durch die Kraft F durch die Hypotenuse stellen wir diese Formel um auf die parallele Kraft das heißt F parallel
4:45 = f mal dem Cosinus von Alpha so und jetzt können wir wieder diese Form von hier oben verwenden
4:53 dann ist die Arbeit B gleich die parallele Kraft das heißt F mal Cosinus Alpha F mal dem kursinus von Alpha mal der Wegstrecke Delta x und wenn du jetzt
5:07 hier die Werte einsetzt die Kraft F die ist 30 Minuten der Winkel Alpha des 45 Grad und Delta X ist 2m das solltest Du hier ungefähr auf eine Arbeit von
5:21 42,4 Joule kommen das heißt wichtig ist sich hier zu merken dass nur jener Anteil der Kraft relevant ist der in die Bewegungsrichtung der Masse zeigt
5:32 in den nächsten Videos werden wir uns dann noch anschauen wie man die Arbeit berechnen kann wenn z.B die Kraft nicht konstant ist oder wenn zum Beispiel die
5:39 Masse sich nicht auf einer Geraden bewegt die Playlist wo du diese Videos finden kannst die verlinke ich dir jetzt noch unten in der Videobeschreibung