Wie ist W=F*s mit W= E2 - E1 vereinbar?
Es sind ja zwei ganz unterschiedliche Gleichungen...
6 Antworten
Trocken: Weil beide Größen Joule als Einheit haben.
Sonst:
Der physikalische Begriff der Arbeit ergibt sich daraus, dass einem Körper, der durch eine Kraft bewegt wird, eine Energiemenge W zugeführt wird, die gleichzeitig dem physikalischen System entzogen wird, das die Kraft hervorbringt.
Das hängt von den Umständen ab: Wenn z.B. ein Gegenstand um die Höhe h (gegren die Schwerkraft auf der Erde) gehoben wird, ist die aufgebrachte Arbeit F*h und der entsprechende Energiegewinn die Differenz der Lageenergien der beiden Punkte.
Naja, das ist eine seltsame Frage, keineswegs eine dumme, aber eine seltsame, gerade weil wir schon aus der Mathematik sehr viele Formeln kennen, die ein und das selbe Ergebnis produzieren. Zum Beispiel c=√(a²+b²) und sin(alpha)=a/c -> c=a/sin(alpha).
Wie du siehst, ganz andere Formeln für genau das gleiche, nämlich die Hypotenuse eines rechtwinkeligen Dreiecks. In der Physik ist ein guter Indikator: Die Einheiten stimmen miteinander überein. Daher vereinbar. Stimmt nicht immer (glaube ich?), aber meistens. Ist wie bei Energie und E=m*c². Es gibt ganz verschiedene Energieformen, mit ganz unterschiedlichen Gleichungen, aber am Ende erhält man trotzdem eine Energie.
Wie darf man diese Frage verstehen?
F*s ist die Arbeit, die entlang eines Weges s zufolge der Kraft F zurückgelegt wird.
E2 - E1 ist eine Energiedifferenz.
Z.B. hast du eine elektrisch angetriebenen Motor, der eine Last der Masse m um die Höhe s hebt. Die verrichtete Arbeit ist dann
W = F*s = m*g*s
Die dabei verbrauchte Energie ist genau W.
Der Stromzähler vor dem Motor hat vorher E1 (in kWh) angezeigt und nach der Arbeit zeigt er E2 an: E2 = E1+W, also W=E2-E1
F*s ist ja von den Einheiten: kg*m^2\s^2 was wiederum 1 Joule entspricht.
Die Einheit von E1 und E2 ist jeweils auch Joule.
Daher auch vereinbar.