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Nachricht |
Lili2010
Anmeldungsdatum: 13.01.2023
Beiträge: 1
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 Lili2010 Verfasst am: 13. Jan 2023 15:17 Titel: Potentielle Energie und Arbeit |
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Meine Frage:
Hallo Liebe Physiker,
Ich hoffe ihr könnt mir bei meiner Frage weiterhelfen: Und zwar haben wir in der Schule den Begriff der Potentiellen Energie eingeführt. Um einen Körper auf eine Höhe h anzuheben muss die Arbeit mgh aufgewandt werden, sprich ich muss die Kraft mg entlang des Weges h aufbringen um den Körper anzuheben. Da an dem Körper arbeit verrichtet wird nimmt seine Energie zu. Während ich den Körper hochhebe wirkt jedoch nicht nur die Kraft die ich auf den Körper ausübe, sondern auch die Schwerkraft nur halt entgegengesetzt des Weges. Also würde doch dann auch die Schwerkraft entlang eines Weges am Körper angfreifen und die Arbeit -mgh am Körper aufgebracht werden. Würden sich diese Arbeit -mgh dann nicht mit der von mir geleisteten Arbeit aufheben und die Energie des Körpers gleich bleiben?
Meine Ideen:
Ich hoffe meine Frage ist verständlich geschrieben und ich würde mich über Antworten sehr freuen |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 13. Jan 2023 23:13 Titel: Eine einfache Möglichkeit, ... |
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| Lili2010 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
...Um einen Körper auf eine Höhe h anzuheben muss die Arbeit mgh aufgewandt werden, sprich ich muss die Kraft mg entlang des Weges h aufbringen um den Körper anzuheben. Da an dem Körper arbeit verrichtet wird nimmt seine Energie zu. Während ich den Körper hochhebe wirkt jedoch nicht nur die Kraft die ich auf den Körper ausübe, sondern auch die Schwerkraft nur halt entgegengesetzt des Weges. Also würde doch dann auch die Schwerkraft entlang eines Weges am Körper angfreifen und die Arbeit -mgh am Körper aufgebracht werden. Würden sich diese Arbeit -mgh dann nicht mit der von mir geleisteten Arbeit aufheben und die Energie des Körpers gleich bleiben?... |
...zum Verständnis des Begriffs der potentiellen Energie besteht darin, statt der während des Anhebens (oder Herunterfallens) auftretenden Kräfte einen Vergleich "Vorher-Nachher" anzustellen. Um den Gegenstand anzuheben, muß man sich anstrengen, Runter fällt er alleine. Indem man gegen die Anziehungskraft der Erde diesen Gegenstand anhebt, erhöht man seine potentielle Energie um den von Dir genannten Betrag. Denn um diesen Betrag wächst sein Arbeits-Verrichtungs-Vermögen, wenn er beispielsweise danach durch Wieder-Absenken über ein Seil-Rolle-System einen Generator oder derlei antriebe.
(Tatsächlich muß man sogar erst ein wenig mehr Kraft als seine Gewichtskraft aufwenden, damit er sich überhaupt nach oben in Bewegung setzt, wie man an sich selber merkt, wenn man in einem Aufzug steckt, der einen nach oben befördern soll: Man geht erst ein wenig in die Knie, während die Kabine anfängt, an einem selber "Hubarbeit zu verrichten" und am Ende will der Körper kurz ein bißchen weitersteigen, während der Lift auf Null abbremst. Während des gleichförmigen Anhebens sind Hub- und Gewichtskraft im Gleichgewicht).Zu beachten ist also, daß diese Arbeitsverrichtung eben zur Erhöhung dere potentiellen Energie nur innerhalb des Systems führt, in dem sich der Körper befindet, hier also in sehr guter Näherung die Erde mit ihrem Gravitationsfeld.
Sehr penible Betrachter könnten so argumentieren: Das System Erde-Körper hat durch diesen Hubvorgang soviel an innerer Energie gewonnen wie derjenige, der sie verrichtet hat, dafür aufgewendet hat. Aber das würde wohl in diesem Zusammenhang als spitzfindig gelten, genauso, wie wenn man die Aufgabe mittels Vektorrechnung anginge... |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 14. Jan 2023 17:53 Titel: Re: Potentielle Energie und Arbeit |
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| Lili2010 hat Folgendes geschrieben: | Da an dem Körper arbeit verrichtet wird nimmt seine Energie zu. Während ich den Körper hochhebe wirkt jedoch nicht nur die Kraft die ich auf den Körper ausübe, sondern auch die Schwerkraft nur halt entgegengesetzt des Weges. Also würde doch dann auch die Schwerkraft entlang eines Weges am Körper angfreifen und die Arbeit -mgh am Körper aufgebracht werden. Würden sich diese Arbeit -mgh dann nicht mit der von mir geleisteten Arbeit aufheben und die Energie des Körpers gleich bleiben?
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Es kommt darauf an, wie Du das System definierst.
Wenn das System nur aus dem Körper besteht, dann sind sowohl die von Dir aufgewandte Kraft, wie auch die Schwerkraft äußere Kräfte und die Energie des Systems "Körper" verändert sich nicht.
Wenn Du den Körper + Schwerefeld als System betrachtest, und die von Dir aufgewandte Kraft als äußere Kraft, dann führst Du dem System Energie zu.
| Zitat: | Wird das Gewichtsstück von der äußeren Kraft  (also mit konstanter Geschwindigkeit) gehoben, so wird die Arbeit  an ihm verrichtet. Wenn die Systemgrenzen das Schwerefeld und damit auch die potentielle Energie einschließen, führt diese Arbeit dem System die entsprechende Energie zu. Wird aber auch die Schwerkraft als äußere Kraft verstanden, so gehört auch die potentielle Energie des Körpers nicht zum System „Körper“ und die Energie des Systems ändert sich nicht, weil sich beide äußere Kräfte gegenseitig kompensieren.
https://de.wikipedia.org/wiki/Arbeit_(Physik)#Arbeit_im_Schwerefeld
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