Im Unterricht lernen wir über Arbeit; warum müssen kraft und bewegung in die gleiche richtung gehen?

Antworten:

Ich fürchte, Ihr Lehrbuch (oder wo immer Sie das Bild oben entnommen haben) ist nicht ganz korrekt.

Erläuterung:

Eine Kraft tut das nicht Arbeit in zwei Fällen

  • der Angriffspunkt der Kraft bewegt sich nicht, oder
  • Der Punkt bewegt sich in eine Richtung senkrecht zu der der Kraft.

Bewegt sich der Angriffspunkt in eine Richtung, die mit der Kraft einen Winkel bildet, so ist die Arbeit durch das Produkt der Kraft durch die gegeben Komponente der Verschiebung in Richtung der Kraft.

Betrachten Sie als Beispiel die Bewegung eines einfachen Pendels. Auf den Pendelkörper wirken zwei Kräfte

  • die Spannung in der Saite
  • Schwerkraft

Von diesen funktioniert die Spannung nicht, weil die Verschiebung des Bob immer senkrecht zur Richtung der Kraft ist.

Die Schwerkraft wirkt sich auf das Pendel aus, wenn es sich nach unten bewegt - es zählt jedoch nur die vertikale Komponente der Verschiebung - die Höhe, um die sich der Bob nach unten bewegt. Diese Arbeit beschleunigt die Geschwindigkeit des Bob (dies ist etwas, was in Ihrer Klasse möglicherweise nicht behandelt wurde - aber das an einem Körper durchgeführte Netz ist das, was seine kinetische Energie erhöht).

Wenn sich das Pendel im Aufschwung befindet, ist seine Verschiebung gegen die Kraft gerichtet. Die in diesem Fall geleistete Arbeit ist negativ, wodurch der Bob beim Hochfahren an Geschwindigkeit verliert.

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