Definition von physikalischer Arbeit

Die physikalische Arbeit ist Teilgebiet der Mechanik. Aber was ist Arbeit eigentlich aus physikalischer Sicht? „Die Arbeit ist eine Energieform, die von einem mechanischen System aufgenommen oder abgegeben wird. Durch die Zufuhr oder Abgabe verändert sich die Energie nach der Bilanzgleichung“. Es gibt verschiedene Erscheinungsformen von Arbeit. Das ist die Hubarbeit, die Reibungsarbeit und Beschleunigungsarbeit.

Hubarbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine konstante Kraft entgegen der Schwerkraft gehoben oder auf einer schiefen Ebene bewegt. Dies würde passieren, wenn ein Sack Kartoffeln mit einem Seil auf eine bestimmte Höhe gezogen werden würde. Auch wenn Möbelträger das Mobiliar in eine jeweilige Etage trägt, spricht man von Hubarbeit. Mit der Angabe des Gewichtes und der Höhe ist es möglich auszurechen, welche Kraft für den Vorgang aufgebracht werden würde.

Reibungsarbeit wird verrichtet, wenn ein Körper mit konstanter Geschwindigkeit, also mit gleichförmiger Bewegung, gegen die Reibungskraft bewegt wird. Ein Beispiel dieser Reibungsarbeit könnte man mit einer Loopingbahn für Kinder erklären. Ein Spielzeugauto soll von einer Rampe starten und anschließend eine Looping Bahn durchfahren. Das Auto braucht eine also eine bestimmte Geschwindigkeit, um nicht aus dem Looping heraus zu fallen, da es durch die Reibungsarbeit, die hier zwischen dem Auto und der Straße stattfindet, an Geschwindigkeit verliert. Und umso höher der Startpunkt des Autos auf der Bahn ist, umso schneller wird das Auto, weil die potenzielle Energie in Beschleunigungsenergie umgewandelt wird.

Beschleunigungsarbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine konstante Kraft längs des Weges gleichmäßig beschleunigt. Ein Beispiel für Beschleunigungsarbeit ist ein Kugelstoßer, der die Kugel von seinem Körper abstößt oder ein Körper, der reibungsfrei auf einer waagerechten Unterlage immer schneller wird.

Um die drei Erscheinungsformen berechnen zu können, gibt es ein Tafelwerk, wo alle Formeln enthalten sind. Das Themengebiet der physikalischen Arbeit wird im Physikunterricht behandelt. Für den Einen sehr interessant nachvollziehbar und für den Anderen böhmische Wälder.