In unserem täglichen Leben ist Arbeit mit der Ausübung einer Tätigkeit oder eines Dienstes verbunden. In der Physik wird Arbeit jedoch anders konzeptualisiert. Ohne Kraft und Weg gibt es keine Arbeit. Dies bedeutet, dass eine Person selbst dann, wenn sie lange Zeit einen schweren Gegenstand hält, physisch keine Arbeit verrichtet.
Ö mechanische Arbeit ist eine Vektorgröße, die es uns ermöglicht, die Energieschwankung eines Körpers oder die Energiemenge, die ein Körper hat, zu berechnen. Sie lässt sich mit der Gleichung berechnen:
τ= F. d
Sein:
τ - ausgeführte Arbeit;
F – Stärke;
d – Verschiebung, die ein Körper unter Krafteinwirkung erleidet.
Die Maßeinheit für Arbeit im Internationalen System ist Joule, benannt nach James Prescott Joule und wird durch den Buchstaben J dargestellt. Joule kann wie folgt definiert werden:
“Ein Joule ist die Arbeit, die eine konstante Kraft von 1 Newton über eine Distanz von einem Meter und in die gleiche Richtung wie diese Verschiebung verrichtet.“
1J = 1Nm
Arbeit einer konstanten Kraft
Schauen Sie sich die Abbildung unten an:
Die Abbildung zeigt einen Block, der von einer Kraft gezogen wird, die mit der Horizontalen einen Winkel α bildet
In der Abbildung können wir sehen, dass eine Kraft ausgeübt wird F über einen Block. Diese Kraft bildet mit der Verschieberichtung einen Winkel α. FX ist die Kraftkomponente in Verschieberichtung d.
Um einen mathematischen Ausdruck für die an dem Block geleistete Arbeit zu finden, müssen wir berücksichtigen, dass Fx es ist die einzige Kraft, die die Verschiebung beeinflusst. Somit wird die Arbeit durch den Ausdruck gegeben:
τ= Fx.. d
Fx wird durch die Gleichung definiert:
Fx = F. cos α
wir können ersetzen Fx von F. cos α im vorherigen Ausdruck, um die Arbeit in Bezug auf F zu erhalten:
= F.d. cos α
Arten der mechanischen Arbeit
Die Arbeit kann je nach Wert des Winkels α positive und negative Werte annehmen. Nach dem angenommenen Wert kann er auf drei Arten klassifiziert werden:
Motorarbeit: wenn 0º ≤ α < 90º. Die Arbeit ist positiv, da cos α > 0 und Kraft und Weg die gleiche Richtung haben
Nullarbeit: wenn α = 90º, da cos 90º = 0 und es gibt keine Verschiebung;
Beständige Arbeit: wenn 90 < α ≤ 180º. Die Arbeit ist negativ, da cos α negative Werte annimmt. Verschiebung und Kraft haben entgegengesetzte Bedeutungen.
Von Mariane Mendes
Abschluss in Physik
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-trabalho-mecanico.htm
