Physik für Biologen: Situationen ohne Verrichtung von Arbeit

schloede · Anmeldungsdatum: 04.06.2008 Beiträge: 1

hallo

brauche Hilfe bei den folgenden Aufgaben:

1) Geben Sie ein Beispiel von einem physikalischen Prozess oder einer Situation aus dem Alltag, bei dem, trotz der wirkenden Kraft, keine Arbeit verrichtet wird

2) Man braucht die Energie um ein Gegenstand im Gravitationsfeld der Erde hochzuheben. Jedoch bei der Verschiebung eines Gegenstandes "hoch und runter" (ohne Reibung) wird insgesamt keine Arbeit geleistet. Warum? Wie gewinnt man die verrichtete Arbeit zurück?

Danke!

noob · Gast

Hallo,

ohne Gewähr auf Richtigkeit, bin selbt ein Noob smile

Arbeit ist ja Kraft mal Weg und beides sind Vektoren. Wenn zwei Vektoren senkrecht zueinander sind, dann ist das Skalarprodukt Null. Das kann man sich beispielsweise klar machen, weil zwei Vektoren miteinander multipliziert, wie die Multiplikation der Beträge der Vektoren ist mal dem Kosinus den eingeschlossenen Winkels und bei senkrechten Vektoren ist der Kosinus von 90° gleich Null und damit ist die Arbeit Null.

Kraft und Weg sind beispiels Senkrecht bei dem tragen eines Koffers, waagerecht von einem Ort zum anderen.

Zu der zweiten Frage:

Arbeit bedeutet immer, dass die Energie sich verändert, so wie umgekehrt Energie immer die Fähigkeit ist Arbeit zu verrichten. Wenn du nun wieder das Beispiel des Koffer hebens nimmst, jetzt mal ohne das laufen, dann habe ich Kraft mal Weg, sprich m*g*h. Der Vektor Fg und h sind da gleich orientiert, wenn man ihn senkrecht hoch hebt. Lasse ich den Körper wieder herunter, dann wird das h negativ und die Werte heben sich auf.

Oder beim hoch heben verrichtest du Arbeit am Koffer, beim herab lassen gibt der Koffer Arbeit ab.

Grüsse

p.s.

Die Potentielle Energie ist auch definiert als das Linienintegral der Kraft über den Weg. Wenn man das als bestimmtes Integral ansieht und die Integrationsgrenzen vertauscht, dann hat man auch den Vorzeichenwechsel und somit setzt es sich auch wieder zu Null. smile

Glaube ich zumindest...

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

stimmt alles so, was der noob sagt, das Beispiel mit dem Koffer ist auch das Klassische, was man benutzt, ich habe das noch in der Schule gehört^^

zu 2) Erschöpfend wird die Erklärung wenn man sagt, dass die Gravitationskraft konservativ ist. Das bedeutet unter anderem, dass jedes geschlossene Pfadintegral null ist, was direkt zu der geforderten Aussage führt.

Aber das nur am Rande, noobs erklärung sollte für einen Biologen vollauf genügen smile