Arbeit

Arbeit entsteht, wenn eine Kraft, die auf ein Objekt wirkt, dieses verschiebt. Sie ist gleich dem Produkt der skalaren Kraftkomponente entlang der Verschiebungsrichtung.

Mathematisch kann die Arbeit als Punktprodukt aus der ausgeübten Kraft und der Verschiebung des Objekts angegeben werden.

Die SI-Arbeitseinheit ist das Joule. Ein Joule ist die Arbeit, die geleistet wird, wenn eine Kraft von einem Newton ein Objekt um einen Meter verschiebt.

Da es sich bei der Arbeit um eine skalare Größe handelt, kann ihre Größe positiv, negativ oder null sein, abhängig von der Richtung der Kraft relativ zur Verschiebung.

Betrachten Sie das Beispiel eines Krans, der eine Last nach oben hebt. Hier sind die aufgebrachte Kraft und die Verschiebungsvektoren in die gleiche Richtung ausgerichtet, so dass die geleistete Arbeit positiv ist.

In einem anderen Beispiel wirkt die Bremskraft beim Bremsen eines fahrenden Autos in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung des Fahrzeugs. Hier ist die geleistete Arbeit negativ.

Eine reibungsfreie Riemenscheibe, die eine Last durch eine masselose, nicht dehnbare Schnur hebt, leistet keine Arbeit, da Kraft und Verschiebung senkrecht stehen.