Mechanische Arbeit Rechner

Willkommen beim Rechner für mechanische Arbeit. Hier erfährst du die Formel und wie du physikalische Arbeit berechnen kannst. Für Physiker ist Arbeit ein ganz anderes Konzept als im normalen Leben; es gibt sogar eine Arbeitsgleichung!

Hier erfährst du mehr über die Definition von Arbeit und ihre SI-Einheiten. Es mag kompliziert erscheinen, aber wir versprechen, es wird nicht viel „Arbeit” sein.

Wenn du hierhergekommen bist, um die von Gasen verrichtete Arbeit zu berechnen, dann ist unser Gasgesetze Rechner 🇺🇸 das richtige Werkzeug für dich.

In unserem täglichen Leben ist Arbeit jede Art von Anstrengung oder Handlung, die wir ausführen. Die Arbeit in der Physik hat jedoch eine sehr strenge und klare Definition.

In der Physik bedeutet Arbeit, dass sich ein Gegenstand infolge einer auf ihn wirkenden Kraft bewegt. Die Gleichung lautet:

wobei:

• $W$ — Verrichtete Arbeit;
• $F$ — Kraft, die auf das Objekt ausgeübt wird; und
• $s$ — Weg, den das Objekt zurückgelegt hat.

Die Kraft kann wie folgt berechnet werden:

wobei:

• $m$ — Masse des Objekts; und
• $a$ — Beschleunigung, die es erfährt (ermittle sie mit dem Beschleunigungsrechner).

Denke daran, dass ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit (ein typisches Beispiel aus dem Physikunterricht) die Beschleunigung $g$ erfährt (verursacht durch die Gravitationskraft, wie du in unserem Gravitationskraft Rechner lernen kannst).

Arbeit und Leistung sind zwei verwandte Konzepte. Wie im Arbeit und Leistung Rechner beschrieben, kannst du die Leistung ($P$) aus der geleisteten Arbeit berechnen, wenn du die Zeit ($t$) kennst, die du für diese Arbeit gebraucht hast. Verwende einfach die Gleichung:

Wenn wir ganz genau sein möchten, können wir jede beliebige Kraftformel verwenden. Dann setzen wir den Wert in die Arbeitsgleichung ein und erhalten das Ergebnis. In anderen Fällen kann das ein unnötiger Schritt sein.

Nehmen wir ein Objekt, das seine Geschwindigkeit von einer Anfangsgeschwindigkeit ($v_0$) zu einer Endgeschwindigkeit ($v_1$) in einer bestimmten Zeit ($t$) ändert. Wir könnten die Kraft anhand der Beschleunigung berechnen:

dann erhalten wir die zurückgelegte Entfernung, die wie folgt berechnet werden kann:

und kombiniere dann alles in der Arbeitsformel:

Es gibt viele Fälle, in denen die im wirklichen Leben verwendeten Einheiten nicht mit den in der Physik verwendeten Einheiten übereinstimmen, aber die Arbeit gehört nicht dazu... irgendwie. Wenn du dir die Arbeitsformel ansiehst, kannst du sehen, dass die Einheiten [Newton] ∙ [Meter] für das SI-System sind. Die SI-Einheiten der Arbeit sind also Joule.

Joule (und Kalorien) werden normalerweise als Energieeinheiten bezeichnet, aber Energie und Arbeit verwenden die gleichen Einheiten, da sie in der Physik sehr ähnliche Konzepte sind.

Wenn du nur hierhergekommen bist, um zu lernen, wie man die mechanische Arbeit berechnet, ist dieser Abschnitt für dich genau das richtige. Du hast doppeltes Glück, denn die Berechnung ist ziemlich einfach, wie du anhand der Arbeitsformel vielleicht schon vermutet hast.

Alles, was du tun musst, ist, die Kraft $F$ mit dem Weg $s$ zu multiplizieren, den das Objekt zurückgelegt hat. Das Ergebnis ist die Arbeit, die auf das Objekt einwirkt.

Wenn du es etwas raffinierter möchtest, kannst du die Definition der Kraft in die Arbeitsgleichung einbeziehen und erhältst dann folgende Formel:

Was immer noch eine einfache Multiplikation ist, die schnell gemacht werden kann. Zu viel Arbeit für dich? Keine Sorge! Unser Rechner sagt dir genau, wie viel Arbeit in deinem Szenario steckt, damit du dir deine kostbare Denkarbeit sparen kannst.

Der Rechner für mechanische Arbeit ist sehr einfach zu bedienen. In seiner Grundform musst du nur die Kraft und den Weg eingeben, und er berechnet das Ergebnis automatisch für dich.

Wenn du ein abenteuerlustiger Mensch bist, kannst du den anderen, eingeklappten Bereich nutzen, um zu mehr... fortgeschrittenen Berechnungen und alternativen Modi zu gelangen.

Wenn du dich entschieden hast, wie du die Arbeit berechnen möchtest, kannst du im Rechner nach unten scrollen und du wirst verschiedene Abschnitte sehen, die dir die Berechnung ermöglichen:

• Berechne die Arbeit aus Kraft und Entfernung;
• Berechne die Kraft aus Masse und Beschleunigung;
• Berechne die Beschleunigung aus der Anfangsgeschwindigkeit, der Endgeschwindigkeit und der Zeit;
• Berechne die Leistung aus Arbeit und Zeit; und...
• Viele mehr!

Dieser Rechner ist raffiniert. Du musst nur die Werte eingeben, die du kennst, und er wird die Arbeit und alle anderen möglichen Werte für dich berechnen!