Arbeit (Physik)
Die physikalische Arbeit ist eine Energiemenge, die von einem System in ein anderes System übertragen wird. Diese Übertragung erfolgt durch das Wirken einer Kraft. Energie ist gespeicherte Arbeit.Arbeit, Formelzeichen W, ist das Produkt von einer Kraft F und einem Weg s und wird in der SI-Einheit Joule angegeben. Wenn eine Kraft einen Körper um eine bestimmte Distanz verschiebt, verrichtet sie Arbeit am Körper, die als Energie in diesem gespeichert oder weitergegeben wird.
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Der nächste Schritt führt zur Betrachtung gekrümmter Wege und einer sich verändernen Kraft durch Zerlegung der Strecke s in infinitesimal kleine Wegstücke ds und der dazu gehörigen Kraft F. Dann ergibt sich für die Arbeit
Es ist physikalisch keine Arbeit, einen Koffer mit idealen Rollen reibungslos einen (horizontalen) Weg zu ziehen. Sobald die Rollen nicht ideal sind und somit Reibung auftritt, muss Arbeit verrichtet werden.
Das horizontale Tragen eines Körpers ist physikalisch auch keine Arbeit.
Welche Arbeit leistet man an einem Körper der Masse m=10kg, der 10m hoch gehoben wird?
Beispiele
Ein weiteres Beispiel ist das Spannen einer Feder. Beim Spannen braucht man Kraft und dehnt die Feder über einen bestimmten Weg. Die Feder hat damit potentielle Energie und ist fähig, dieselbe Kraft rückwärts über dieselbe Distanz wieder auszuüben. Damit würde sie Arbeit verrichten und die Energie wieder loswerden.
Falls die Kraft nicht konstant ist, siehe klassische Mechanik.
Umrechnung in andere Energie-Einheiten: siehe Energie