7.9
Ein Auto, das sich mit variabler Geschwindigkeit bewegt, steht unter dem Einfluss einer variablen Kraft.
Um die Arbeit zu ermitteln, die die Kraft beim Bewegen des Autos von Punkt A nach B leistet, wird die eindimensional variierende Kraft mit der vom Auto zurückgelegten Strecke aufgetragen.
Der Bereich unter der Kurve wird in eine Anzahl von Streifen mit diskreter Breite unterteilt.
Für jeden Streifen ist die aufgebrachte Kraft annähernd konstant.
Die Arbeit, die von der variablen Kraft für den Gesamtabstand zwischen A und B geleistet wird, ist also gegeben durch die Summe der einzelnen Arbeit, die von der konstanten Kraft für die kleinen Segmente geleistet wird.
Erhöhen Sie zur besseren Annäherung die Anzahl der Streifen, sodass die Breite jedes Streifens gegen Null geht. Die geleistete Arbeit kann also durch das Integral der eindimensional variierenden Kraft in Bezug auf die Entfernung gegeben und als Fläche unter der Kurve dargestellt werden.
Unter Verwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes und unter Anwendung der Kettenregel der Infinitesimalrechnung kann die geleistete Arbeit in Bezug auf die Änderung der kinetischen Energie, die der Arbeitsenergiesatz ist, neu geschrieben werden.
Wenn ein Objekt von einer variablen Kraft beeinflusst wird, kann die Menge an geleisteter Arbeit und die Änderung der Energie des Objekts kompergleich…
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