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bipolarminds
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Anmeldungsdatum: 10.12.2009
Beiträge: 54

BeitragVerfasst am: 07 Jul 2010 - 14:17:25    Titel: Arbeit

Hey,
ich hab ein Problem mit der Arbeit die verrichtet werden muss um eine an einer horizontalen Feder aufgehgängte Masse auszulenken. (keine Reibung)

Arbeit ist ja so definiert:
Wenn auf einen Körper auf der geraden Strecke vom Punkt A zum Punkt B eine konstante Kraft wirkt, dann verrichtet die Kraft am Körper die Arbeit
{ W=\vec F\vec s}

Nun ist ja, wenn die Feder mit konstanter Geschwindigkeit ausgelenkt wirkt, die Masse kräftefrei... was ja eigentlich heißen müsste, dass keine Arbeit verrichtet wird, was ja nicht stimmt...

Wer kann helfen?
Gruß Tobi
Psycho7765
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Anmeldungsdatum: 27.01.2009
Beiträge: 668

BeitragVerfasst am: 07 Jul 2010 - 14:57:38    Titel:

Zitat:
Nun ist ja, wenn die Feder mit konstanter Geschwindigkeit ausgelenkt wirkt, die Masse kräftefrei..


Naja, nur die resultierende Kraft auf die Masse ist Null, trotzdem wirken Kräfte auf die Masse. Auch bei konstanter Geschwindigkeit muss für die Ausdehnung/Kompression Arbeit an der Feder verrichtet werden. Es ist nur zu beachten dass sich die Kraft mit der Auslenkung ändert, also nicht konstant ist.

Im Fall von Reibung muss ja auch Arbeit verrichtet werden selbst wenn das geschobene Objekt eine konstante Geschwindigkeit hat.
bipolarminds
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Anmeldungsdatum: 10.12.2009
Beiträge: 54

BeitragVerfasst am: 07 Jul 2010 - 15:34:20    Titel:

Ja, das ist klar, nur weiß ich nicht wie das mit der Definition in Einklanmg zu bringen ist, die wirkende Kraft ist null, das heißt im Integral steht auch 0 und damit ist die Arbeit 0.
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 07 Jul 2010 - 16:55:24    Titel:

woher kommt das Postulat der konstanten Geschwindigkeit, was hat das mit der zu verrichtenden Arbeit zu tun, und warum soll da irgendwas kräftefrei sein?

Ich hätte jetzt einfach W=D/2*s² angenommen.
bipolarminds
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Anmeldungsdatum: 10.12.2009
Beiträge: 54

BeitragVerfasst am: 08 Jul 2010 - 09:05:20    Titel:

Achso, kann es sein, dass die resultierende Arbeit auch 0 ist, der ziehende Körper verliert ja Energie und der gezogene gewinnt Energie.
Knalltüte
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Anmeldungsdatum: 31.08.2007
Beiträge: 2932
Wohnort: gleich um die Ecke

BeitragVerfasst am: 08 Jul 2010 - 10:06:57    Titel: Re: Arbeit

Mit dem Integral über F dr berechnet man die Änderung der kinetischen Energie des Massenteilchens. Da du möchtest, dass die Masse mit konstanter Geschwindigkeit ausgelenkt wird, ändert sich natürlich auch die kinetische Energie nicht.

Die Änderung der kinetischen Energie entspricht bei Energieerhaltung der Änderung der potentiellen Energie (bis auf das Vorzeichen). Die Feder wird gedehnt, die potentielle Energie nimmt diesbezüglich also zu. Daran sieht man, dass die Energie nicht erhalten bleibt, es ist also noch eine äußere Kraft im Spiel.

Was diese äußere Kraft machen muss, ist klar, sie muss diese potentielle Energie liefern. Diese Kraft wirkt natürlich immer kompensierend, d.h. genau der momentanen Federkraft entgegengesetzt, womit die Masse kräftefrei ist und sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen kann. Technisch wäre es die Analogie zwischen der Bewegung ohne Federn und der Bewegung mit einer Zugfeder und einer Druckfeder gleicher Federkonstanten.
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