Physikaufgabe. Arbeit/Energie?

Hey, ich habe folgende Aufgabe.

Michael hält ein 5,0 kg schweres Paket 90 cm über dem Boden.
Berechnen Sie die verrichtete Arbeit

So, ich weiß, dass die Formel für die Arbeit wie folgt lautet:
W = m * g * h
W = 5kg * 9,81m/s² * 0,90m = 44,145 J

Aber angeblich ist das Ergebnis falsch.

Answer 1

[atoemlein]

Physikalisch betrachtet wird Arbeit W nur dann verrichtet bzw. Energie E nur dann umgesetzt, wenn eine Kraft entlang eines Wegs s wirkt, der dank dieser Kraft zurückgelegt wird.
Denn E = W = F * s (Produkt, und vektoriell betrachtet das Skalarprodukt)

Wenn der Weg s null ist (also beim Halten ohne Bewegung), wird keine Arbeit verrichtet.
Das Hängen einer Last am Haken braucht ja auch keine Energie.
(Nur das Anheben der Last vom Boden, um sie aufzuhängen.)

Natürlich widerstrebt und diese Vorstellung, weil biologisch das Halten eines Pakets oder einer Last trotzdem mit Anstrengung verbunden ist.

Ebensowenig wird übrigens Arbeit (am Paket) verrichtet, wenn man es vertikal trägt, aber damit horizontal geht!
Denn hier ist der Weg senkrecht zur Kraft, womit das sog. Skalarprodukt (das den Winkel berücksichtigt) = null ist.

Answer 2

[evtldocha]

Michael hält ein 5,0 kg schweres Paket 90 cm über dem Boden.

Berechnen Sie die verrichtete Arbeit

"hält" heißt nicht, dass die Arbeit berechnet werden soll, die verrichtet werden muss, um es auf die genannte Höhe von 0,9 m über dem Boden zu bringen (Das wäre in der Tat Dein Ergebnis). Um es zu halten ist

$W=m\cdot g\cdot\Delta h\ =\ m\cdot g\cdot0\ =\ 0$

Das mag zwar etwas seltsam klingen, aber die Definition von "Arbeit" in der Physik ist nun mal so, dass nur die Kraft in Richtung der Bewegung zur Arbeit beiträgt und wenn umgekehrt die Bewegung "in Richtung der Kraft" gleich 0 ist, wird auch keine Arbeit verrichtet (schwitzen wirst Du aller Physik zum Trotz nach einer gewissen Zeit dennoch).

Answer 3

[PWolff]

Was GENAU bedeutet das "h" in dieser Formel?

Er hält das Paket ja auch z. B. 8 m über dem Straßenniveau.

Oder 200 m über dem Meeresspiegel.

Oder 6370 km über dem Erdmittelpunkt.

Comments

[Beef87]

h ist die höhe
könnte man auch s (strecke) nennen oder sonst wie.
W = Masse * Erdanziehung a bzw. g * Höhe/Strecke

[PWolff]

@Beef87

"h" ist EINE Höhe. Aber welche genau? Von wo bis wo gemessen?

Tipp: es handelt sich um eine Fangfrage ("hält", nicht "hebt an")

[Beef87]

@PWolff

aber ist da nicht trotzdem die potentielle Energie gemeint, welche ja der Arbeit entspricht.
Also meinst du, dass die Antwort 0 ist?

[PWolff]

@Beef87

Ja.

Der Gegenstand wird ja an einer Stelle gehalten und insbesondere weder nach oben noch nach unten bewegt.

[Beef87]

Danke. Antwort ist tatsächlich 0 :-)

Answer 4

[hologence]

nur festhalten ist keine physikalische Arbeit. Es ist egal, ob die Masse an einem Arm hängt oder an einem Kleiderhaken, keiner von beiden leistet Arbeit.