erscheint ein Protokoll von Katharina.

Protokoll
Kurs:
Physik
Lehrer:
Herr Winkowski
Zeit:
Monatg, 27.02.2012
Klasse:
41e4
Stundenthema:
Arbeit
Protokollantin:
Katharina Walden
Grundgrößen:
Länge: s (Weg) ; l in Metern (m) Zeit: t ; T in Sekunden (s)
Masse: m ; M
(Stromstärke I in Ampére A )
Abgeleitete Größen
Geschwindigkeit:
Beschleunigung:
Kraft:
∗
Energie = gespeicherte Arbeit
Energie = Arbeit
Arbeit gegen Reibung = Wärmeenergie
1
Definition der Arbeit:
Arbeit = Kraft * Weg
W
Einheit
= F
*
s
[w] = N * m = J (Joule)
Beispiel für Arbeit:
Heben eines Fasses mit m = 50 kg um h = 1,50 m.
Fass
h = 1,50 m
m = 50kg
Fg
Welche Arbeit wird geleistet?
WH = Fg * h (Hubarbeit)
Fallbeschleunigung: WH = m * g * h
WH = 50 kg * 9,81
N
,
* 1,50 m
J
2
Eine andere Möglichkeit : Rampe (Fass hochrollen)
m = 50 kg
l
h
FH
FG
FN
Formel:
FH = Fg * sin α = m * g * sin 30°
FH = 50 kg * 9,81 * sin 30°
FH = 245,25 N
aber:
Die Kraft ist kleiner, aber der Weg ist länger, als beim senkrechten heben.
Länge des Weges:
sin α = sin α
l * sin α = h
l=
l=
/ *
/ : sin α
,
°
l=3m
3
Arbeit:
WHA = FH * l
WHA = 245,25 N * 3 m
WHA = 735,75 J
Was man an Kraft spart, muß man an Weg dazugeben (der Weg wird länger).
Die Hubarbeit ist Wegunabhängig !
m
Hubarbeit
potentielle Energie
.
h
m
WH = m * g * h
Epot = m * g * h
.
Potentielle Energie wird in
kinetische Energie umgewandelt
Ekin =
"
#
∗ v#
4
Beispiel:
Wie groß war die Hubarbeit ?
WH = 735,75 J
Epot = 735,75 J fallen lassen: Ekin =735,75 J
Wie groß ist die Aufprallgeschwindigkeit?
Ekin =
"
#
∗ v#
735,75 J =
29,43
²
²
V = 5,42
%&
#
* V²
/ : 25 kg
/√
= V²
Ball
Epot max.
Epot 2
Epot 3
Ekin 2
Ekin 1
Ekin 3
Holzkugel: ca.
)
der max. Höhe,
Tennisball: ca.
#
der max. Höhe,
Flummi
#
der max. Höhe nach der ersten Umkehr.
: ca.
5
Unter idealen Verhältnissen:
Es geht keine Energie verloren !
Voraussetzung: im geschlossenen System (keine Einflüsse von außen)
Energie wird nur umgewandelt in Deformation (Körper verformt sich)
und Akustik (Schallenergie)
Energieerhaltungssatz
6