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nick 21.09.2006 20:42

Schule - Physische Arbeit
 
Heho, Leute.
Wir haben in der Schule (Physik) grade die kinetische Energie.
Soweit ich verstanden habe:

W (work) ist das Produkt von Kraft mal Strecke.
Also die Strecke, die eine Kraft hinter sich legt.

Und F wiederum (die Kraft) ist das Produkt aus der
Masse und der Erdbeschleunigung g (9,81m/s²)

Also hat ein Kasten Sprudel, wie ich das Beispiel
von Wikipedia habe, der 10kg wiegt, auf
dem Planeten Erde eine Kraft von 98,1kg m/s²,
also 98,1Nm.

10kg * 9,81m/s² =
98,1kg m/s² =
98,1N

dann wäre N (Newton) also kg * m / s²
Aber wieso wurde das auf genau s² genormt?

Jetzt hatte ich hier eine Aufgabe:
Zitat:

Um wieviel Meter wurde ein Fels mit einer Masse von
400kg gehoben, wenn dabei eine Arbeit von 6kNm
verrichtet wurde?
Hier wird also nach s (die Strecke) Strecke gefragt,
auf die der Felsen gehoben wurde.

s = W / m * g
= 6000Nm / 400kg * 9,81m/s²
= 117,72m

Frage: habe ich das jetzt richtig verstanden oder was
habe ich falsch gemacht bzw. nicht berücksichtigt?

Gumbo 21.09.2006 21:00

Also ich erhalte bei der Formel „6000 ÷ 400 × 9,81“ den Wert 147,15.

Pablo 21.09.2006 21:18

Zitat:

Also hat ein Kasten Sprudel, wie ich das Beispiel
von Wikipedia habe, der 10kg wiegt, auf
dem Planeten Erde eine Kraft von 98,1kg m/s²,
also 98,1Nm.
Öhm... Nein. Er hat 98,1N, aber nicht 98,1Nm.

Zitat:

Aber wieso wurde das auf genau s² genormt?
[...]einen Körper der Masse 1 kg in 1 s auf die Geschwindigkeit 1 m/s zu beschleunigen[...]
1kg / 1s * 1m/s = 1kg*1m/s²

Zitat:

Um wieviel Meter wurde ein Fels mit einer Masse von
400kg gehoben, wenn dabei eine Arbeit von 6kNm
verrichtet wurde?
W = m*g*h <=> h = W / m * g
h = (6000kg m/s²) / 400kg * 9,81m/s² = 147.15m

theMaSta 21.09.2006 21:21

Zitat:

Zitat von nick
Heho, Leute.
Wir haben in der Schule (Physik) grade die kinetische Energie.
Soweit ich verstanden habe:

W (work) ist das Produkt von Kraft mal Strecke.
Also die Strecke, die eine Kraft hinter sich legt.

Kann man so sagen. Zwar bewegt sich eine Kraft an sich nicht, sondern wird auf das bewegte Objekt ausgeübt, aber das macht ja nicht so den Unterschied.

Zitat:

Zitat von nick

Und F wiederum (die Kraft) ist das Produkt aus der
Masse und der Erdbeschleunigung g (9,81m/s²)

Das ist nur eine Sorte von Kraft, und zwar die Gewichtskraft. Es gibt aber noch andere Kraft-Arten, bzw. andere Wege, Kräfte zu berechnen.

Zitat:

Zitat von nick

Also hat ein Kasten Sprudel, wie ich das Beispiel
von Wikipedia habe, der 10kg wiegt, auf
dem Planeten Erde eine Kraft von 98,1kg m/s²,
also 98,1Nm.

Er "hat eine Kraft" klingt seltsam - ich würde sagen, "Die Gravitation übt die ganze Zeit über eine Kraft von 98,1N auf den Wasserkasten aus". (Wie schon angemerkt: Newton, nicht Newtonmeter)

Zitat:

Zitat von nick

10kg * 9,81m/s² =
98,1kg m/s² =
98,1N

dann wäre N (Newton) also kg * m / s²

Richtig. Als wir das mit dem m/s² noch nicht hatten, haben wir für die Erdbeschleunigung die Maßeinheit N/kg verwendet, da gabs keine Umwandlungsprobleme.

Zitat:

Zitat von nick

Aber wieso wurde das auf genau s² genormt?

Woher das kommt, wird einem erklärt, wenn man Geschwindigkeit und Beschleunigung und so beigebracht bekommt. Strecke hat die Maßeinheit m, Geschwindigkeit (die Streckenänderung pro Sekunde) die Maßeinheit m/s, und Beschleunigung (die Geschwindigkeitsänderung pro Sekunde) die Maßeinheit m/s².

Zitat:

Zitat von nick


Jetzt hatte ich hier eine Aufgabe:


Hier wird also nach s (die Strecke) Strecke gefragt,
auf die der Felsen gehoben wurde.

s = W / m * g

Klammern!
s = W / F, und wenn du F = m * g einsetzt, hast du s = W / (m * g) da stehen. Das g ist also auch noch unter dem Bruchstrich. Anders geht das mit den Maßeinheiten auch gar nicht auf.

= 6000Nm / (400kg * 9,81m/s²)
= 1,53m

nick 21.09.2006 21:45

Woha, danke!
Ich les' mir das morgen alles noch durch, jetzt bin ich müde..
Aber danke!

Pablo 21.09.2006 22:14

Zitat:

Zitat von theMaSta
Klammern!

Umm.. Kein Wunder dass ich das nicht hinbekommen habe die Einheiten richtig aufzulösen *kräftigvordiestirnklatsch*

o_anonym 22.09.2006 03:31

Kräfte sind (z.B. in der Mechanik) die Ursache von Beschleunigungen. Wenn etwa ein XHTML-Forum-Mitglied (X) auf der Erde wandelt, übt die Erde eine Kraft auf diesen aus (Gravitation). Das X übt die gleiche Kraft in entgegengesetzer Richtung auf die Erde aus.

Kraft ist die Änderung von Geschwindigkeit etwa eines X.
Geschwindigkeit: m/s
Änderung der Geschwindigkeit (=Beschleunigung): m/s²
Masse eines X: kg
Kraft: kg*m/s²=N

Bei einer Rakete wird es komplizierter. Denn dann wird durch den Ausstoß von Treibstoff die Masse verändert. Man erhält dann die allgemeinere Formel (nach Newton) dp/dt=F, also: "Die zeitliche Änderung des Impulses ist gleich der Kraft."
Der Impuls p ist das Produkt aus Masse und Geschwindikeit. Ändert sich die Masse nicht, verändert sich nur die Geschwindikeit und die Kraft wird wie oben zum Produkt aus Masse und Beschleunigung.

E|H 22.09.2006 20:24

Wenn man den Ort nach der Zeit ableitet, erhält man die Geschwindigkeit. Leitet man die Geschwindigkeit nach der Zeit ab, erhält man die Beschleunigung. So erklären sich auch die Einheiten:

[x]=m
[dx/dt]=m/s=[v]
[dv/dt]=m/s²=[a]

Es wird also immer durch die Zeit geteilt, daher bekommt die Einheit unterm Bruchstrich noch ein s (Sekunden).

Hiervon mußt du nicht alles verstehen, aber interessant könnte es dennoch sein:
Lektüre 1
Lektüre 2 (Skriptum)

nick 22.09.2006 20:55

Danke, eure Antworten haben mich ein Stück schlauer gemacht.
Nun aber ein kleines Problemchen...

http://de.wikipedia.org/wiki/Beschle...che_Definition

Wikipedia meint, die (Erd-)Beschleunigung wäre a,
in der Schule sagen sie g.
Kann das sein, dass a die Beschleunigung ist und g
die Einheit?

So habe ich es jetzt verstanden:

Grundfaktoren

a = Formelzeichen für die Erdbeschleunigung
... Einheit g (Erdbeschleunigung auf Planet Erde)

s = Strecke (straigth)
... Einheit m (meter)

t = Zeit (time)
... Einheit s (second)

m = Masse (?)
... Einheit kg

Produkte (Können als Dividenten dienen für Ausrechnung der Grundformelwerte)

F = Kraft (force)
... Produkt: m * g
... Einheit N
(Die Kraft, mit der die Masse gehoben wurde.
Erdbeschleunigung mal Gewicht)

W = arbeit (work)
... Produkt: F * s
... Einheit Nm
(Da hier nochmal mit der Strecke [in Meter] multipliziert wird, Nm [Nm = N * m])

P = Leistung (power)
... !Produkt: W / t
... Einheit: ???
(Wieviel Arbeit pro t (pro Sekunde) verrichtet
wurde. Je schneller, umso höher P!)

Korrigiert mich, soweit ich etwas Falsches geschrieben habe
bzw. ergänzt bitte meine Fragezeichenplatzhalter...

SilentWarrior 22.09.2006 22:27

Nicht ganz: »a« ist die Bezeichnung für irgendeine Beschleunigung (das kannst auch du auf deinem Fahrrad sein). Eselsbrücke: Accelleration (engl. für Beschleunigung).

g bezeichnet die spezifische, (mehr oder weniger) überall auf der Erde gleiche Gravitationsbeschleunigung (daher das »g«), und diese beträgt 9.81 m/s².

Die Einheit für Leistung heisst übrigens Joule (das kennst du bestimmt von Lebensmitteln), was aber im übrigen auch nichts weiter als Definitionssache ist. Man hätte sie genausogut Halligalli nennen können. ;)


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