Karteikarten - Arbeit - Schulen

L
Arbeit
Berechnen
A/1
Schrank verschieben
Ein Kleiderschrank (m = 80 kg) muss über einen
Holzboden 15 m weit auf die andere Seite des Raumes
geschoben werden.
Lösung: Schrank verschieben
A/1
geg.: m = 80kg
s = 15m
µG= 0,35
W= Freib.s = m.g.µG.s = 80.10.0,35.15 ≈4200J
W= m.g.h
W
4200
h

 5,25m
m.g 80.10
Gleiche Arbeit beim Anheben um 5,25 m
a) Wie viel Arbeit muss dafür verrichtet werden?
Gleitreibungszahl für Holz/Holz = 0,35
b) Wie hoch müsste man ihn heben, um dabei die gleiche Arbeit zu verrichten?
L
Arbeit
Berechnen
A/2
Hubarbeit
Lösung: Hubarbeit
A/2
Für die Kraft, die insgesamt aufzuwenden ist, gilt:
Fres = FG + FR oder Fres = mg + FR = 20 10 N + 10 N = 210 N
Welche Hubarbeit verrichtet der
Mann beim Hinaufziehen des
Sackes mit der Masse 20 kg,
wenn er ihn um 3,0 m hebt? Die
Reibungskraft in der Rolle ist
mit 10 N anzusetzen.
Für die verrichtete Arbeit gilt : W = Fres  s = 210  3,0 J = 6,3  102 J
(c) Leifiphysik
(c) Leifiphysik
Seil und feste Rolle (ändert
Angriffspunkt und Richtung
Kraftwandler sind einfache
Geräte, mit denen ein oder
mehrere Bestimmungsstück(e)
einer Kraft verändert werden.
Bestimmungsstücke einer Kraft
sind Angriffspunkt, Betrag und
Richtung.
L
Arbeit
Begründen
A/3
Arbeit ja oder nein?
Wird in den folgenden Beispielen mechanische Arbeit (im physikalischen
Sinne) verrichtet? Begründe!
a) Anna trägt die schwere Einkaufstasche die Treppe hoch.
b) Peter steht mit der schweren Schultasche in der Hand an der Bushaltestelle.
c) Der Gewichtheber hält die Hantel zwei Sekunden über dem Kopf.
d) Der Gewichtheber stemmt eine Hantel nach oben.
e) Martin radelt mit seinem Rad einen Berg hinauf.
f) Martin lässt sich den Berg herunter rollen und muss noch nicht einmal treten.
g) Ingrid spannt einen Expander .
h) Stefan bläst einen Luftballon auf.
L
Arbeit
Berechnen
A/4
Lösung: Arbeit ja oder nein
a) Ja, an der Tasche wird Hubarbeit verrichtet.
b) Nein, es wird durch die zum Halten benötigte Kraft nichts bewegt,
gehoben oder verformt.
c) Nein, es wird durch die zum Halten benötigte Kraft nichts bewegt,
gehoben oder verformt
d) Ja, an der Hantel wird Hubarbeit verrichtet.
e) Ja, es wird Hubarbeit am Rad sowie an Martin selbst verrichtet
f) Ja, es wird Beschleunigungsarbeit am Rad verrichtet.
g) Solange die Spannbewegung andauert wird Arbeit verrichtet. Hält man
dagegen den gespannten Expander in dieser Form unverändert, so wird
dabei keine Arbeit verrichtet. (Kein Weg 
).
h) Ja, es wird Verformungsarbeit am Ballon sowie Beschleunigungsarbeit
beim Hineinpusten der Luft verrichtet.
Lösung: Hubarbeit
a) geg. m=50kg, h = 70m
Hubarbeit
Hubarbeit W = m.g.h=50.9,81. 70 = 34335 J ≈ 34 kJ
Wie groß ist die Arbeit, die eine Schülerin ( m = 50 kg)
verrichtet, wenn sie
a) Auf einen Turm von 70 m Höhe steigt ?
b) Auf einen 1,2 km hohen Berg steigt?
A/3
b) ) geg. m=50kg, h = 1200m
Hubarbeit W = m.g.h.= 50.9,81. 1200 = 588600 J ≈589 kJ
A/4
L
Arbeit
Begründen
A/5
Lösung: 1 Megajoule
A/5
geg. m=1300 kg
Ekin = 1 MJ = 1 000 000 J
1 Megajoule
mv 2
2
2.E kin

m
E kin 
Bei welcher Geschwindigkeit hat ein Pkw ( m = 1300 kg ) die
Bewegungsenergie 1 MJ ?
L
Arbeit
v
A/6
2.1 000 000
m
km
 39  141
1300
s
h
Lösung: Regal
Regal
Gleich schwere Kisten werden vom untersten Fach
in ein oberes Fach gehoben
Die Fächer des Regals haben jeweils den gleichen
Abstand.
Welche der Arbeiten sind gleich groß?
In den Fällen a, b und d wird die gleiche Arbeit verrichtet!
A/6
L
Arbeit
Berechnen
A/7
A/7
geg. m = 170 000 t = 1,7. 108 kg
h = 6m
Frachtschiff
Welche Arbeit wird verrichtet wenn ein Frachtschiff
(m =170 000 t) in einer Schleuse um 6 m gehoben wird
Arbeit
Berechnen
W = m.g.h = 1,7. 108 . 9,81 . 6 ≈1010 J
Die Arbeit wird von den Pumpen – oder von dem einströmenden Wasser
verrichtet.
Wer verrichtet diese Arbeit?
L
Lösung: Frachtschiff
A/8
Lösung: Der starke Paul
A/8
Paul verrichtet nur Arbeit, während er die Hantel nach oben bewegt. Das
Halten der Hantel 2 Sekunden lang ist keine Arbeit
Der starke Paul
Paul "reißt" 160 kg zur Hochstrecke (2,1 m) und hält
sie dort 2 s lang.
geg. m = 160 kg, h = 2,1m
W = m.g.h = 160.9,81.2,1 J = 3296,16 J
.
a) Überlege, wann Paul Arbeit im Sinne der Physik verrichtet.
b) Berechne die Arbeit