Was ist mit Fparallel in W=Fparallel*s*cos(a) gemeint?

balance · Anmeldungsdatum: 14.11.2012 Beiträge: 125

Hallo,

Die Arbeit ist ja definiert als Kraft mal Weg. Wenn ich eine Kiste 50m über den Boden zereh, brauche ich eine bestimmte Arbeit.

W=Fparallel*s*cos(a) - das macht für mich Sinn. Verwirren tut mich jedoch die Bezeichnung Fparallel.

Unter Fparallel verstehe ich folgendes: http://imgbin.org/index.php?page=image&id=18352

Hier jedoch ist die Ankantete zum Winkel Alpha gemeint. Also diese Komponente vom Kraftvektor F, welche die gleiche Richtung hat wie die Bewegungsrichtung des zu bewegenden Objektes. Das parallel bezieht sich also weniger auf F als auf die Bewegungsrichtung bzw. s.

Ist das korrekt? Die andere Möglichkeit wäre, dass Fparallel der Arbeit das gleiche Fparallel der Kinematik ist, was mich relativ stark verwirren würde.

Ich hoffe ich konnte meine Frage gut schildern.

Danke smile

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Bei der mechanischen Arbeit geht es um die Kraft in / parallel zur / Wegrichtung; man kann also einen 50 kg Koffer (Gewichtskraft senkrecht zum Weg!) zwei Kilometer weit schleppen - ohne mechanische Arbeit zu verrichten.
Teufel

Bei der Skizze zerlegt man die Gewichtskraft eines Körpers auf der geneigten Ebene in einen parallelen Teil (Hangabtriebskraft) und einen senkrechten (Normalkraft; zuständig für die Reibung).

balance · Anmeldungsdatum: 14.11.2012 Beiträge: 125

Das hatte ich zwar im Kopf aber ich sehs nicht. Der Winkel ist ja 0. Was du mir mit dem untere Teil sagen willst, erschliesst sich mir nicht was du damit beantworten willst. Aber danke.

DIe Arbeit ist ja 0 wenn die Kraft einen 90° Winkel zur Bewegungsrichtung bildet, was ja bei einer Kiste ziehen niemals der Fall ist.

Mein Buch gibts ja auch das Beispiel: Wenn Sie z.B. einen beladenen Einkaufswagen über einen Weg von 50m durch Ausüben einer horizontalen Kraft von 30N auf den Wagen schieben, dann verrichten Sie an dem Wagen eine Arbeit von 30n*50m=1500J.

Edit:
Du sagst ja, F in Wegrichtung mal Weg. Fn ist aber nicht in Wegrichtung. Würde man FN nehmen, wäre es 0, aber wieso sollte man Fn nehmen?

Wiki: Wirkt die konstante Kraft in Richtung des zurückgelegten Weges, dann ist die Arbeit das Produkt der Beträge

da der Winkel null und sein Kosinus = 1 ist.

Ist die Richtung der Kraft senkrecht zum Weg, dann wird keine physikalische Arbeit verrichtet. Der physikalische Begriff entspricht also nicht dem alltäglichen Verständnis, nach dem jeder Kofferträger für seine verrichtete Arbeit bezahlt wird.

Das ist mir klar, aber eben, ich seh gerade nicht wieso dein Beispiel keine Arbeit sein sollte bzw. wieso du Fn nutzt obwohl die ziehende Kraft eine andere ist.

Hier ein Beispiel: Ein Hund zieht einen Klotz. http://sketchtoy.com/62181156 Er bewegt sich in die gleiche Richtung wie der Klotz, die Arbeit ist doch nicht 0. Wenn ich den Klotz halten würde, und dann laufen würde, dann würde ich den Klotz stützen und somit würde die Kraft im 90° Winkel zur Laufrichtung zeigen und somit 0 sein. Hier ist aber zu beachten, dass ich mehr Arbeit habe durch das höhere Gesamtgewicht, sie also nur auf mich abgewälzt wird.

Edit: Bitte definieren Sie schleppen, danke. Tragen oder hinter sich her ziehen?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Es werden oben verschiedene Probleme angesprochen.

Mein (waggerechtes) Koffertragen bezog sich auf den klassischen Koffer, nicht die späteren Trollis. Dort ist auf den ersten Blick die mechanische Arbeit tatsächlich null; beim genaueren Hinsehen gibt es jedoch auch eine Auf- und Abbewegung und zweitens gibt es nicht nur die mechanische Arbeit. Man müßte also nachsehen, was in den Muskeln passiert.

Beim Schleifen / Rutschen wird sofort Reibungsarbeit verrichtet.

Und auf der geneigten Ebene muß man ja anheben beziehungsweise gegen die Hangabtriebskraft Arbeit verrichten.

PS Die hier übliche Anrede ist das "Du". :-)