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Gürkchen
Anmeldungsdatum: 16.12.2016
Beiträge: 3
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 Gürkchen Verfasst am: 16. Dez 2016 15:47 Titel: Arbeit im mitbewegten Bezugssystem |
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Wenn ich die Arbeit ausrechnen will, die ich mit einer Kraft an einem Körper verrichte, so ist das ja W=F*s (falls sie konstant ist). Damit ändert sich die kinetische oder potentielle Energie des Körpers.
Wenn ein Körper z.B. auf einer Tischplatte ruht, so befindet er sich im Kräftegleichgewicht (Gewichtskraft = Zwangskraft, oder Kontaktkraft oder wie auch immer man sie nennen will). Die Kräfte verrichten am Körper keine Arbeit, weil s=0 ist.
Wenn ich einen Körper mit konstanter Geschwindigkeit anhebe, befindet er sich im ebenfalls Kräftegleichgewicht (F=-G). Trotzdem verrichtet die Kraft F, mit welcher ich ihn anhebe, die Arbeit W=F*s am Körper. Die potentielle Energie des Körpers (oder des Körpers + Feld) wird größer. Ist nun die Kraft F mit welcher ich den Körper anhebe in W=F*s einzusetzen oder die Gewichtskraft G?
Wenn ich das ganze aus dem mitbewegten Bezugssystem ausrechnen will, so ist W=F*s = 0, weil hier s=0 ist. Trotzdem erhöht sich die potentielle Energie des Körpers. Das verstehe ich nicht ganz. Liegt das daran, dass ich eigentlich immer mit dem System Körper + Feld rechnen muss? Aber Newton ist doch immer von Fernwirkungen und nicht von Feldern ausgegangen oder täusche ich mich?
Irgendwie habe ich an dieser Stelle einen Knoten im Hirn. Vielleicht kann hier jemand helfen? :-) |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202
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| Myon Verfasst am: 16. Dez 2016 16:47 Titel: Re: Arbeit im mitbewegten Bezugssystem |
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| Gürkchen hat Folgendes geschrieben: | | Ist nun die Kraft F mit welcher ich den Körper anhebe in W=F*s einzusetzen oder die Gewichtskraft G? |
Wenn der Körper nicht beschleunigt wird, wirkt offenbar eine Kraft F=-G auf ihn. Bei einer gleichförmigen Bewegung leistet die Kraft die Arbeit W=F*s.
| Zitat: | | Wenn ich das ganze aus dem mitbewegten Bezugssystem ausrechnen will, so ist W=F*s = 0, weil hier s=0 ist. Trotzdem erhöht sich die potentielle Energie des Körpers. |
Nein, im Inertialsystem, in dem der Körper in Ruhe ist, ändert sich die potentielle Energie nicht (sein Ortsvektor bzw. seine Koordinaten sind in diesem System ja auch konstant). Dies gilt natürlich nur unter der Annahme, dass das Kraftfeld homogen ist, was in Erdnähe näherungsweise der Fall ist. |
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Gürkchen
Anmeldungsdatum: 16.12.2016
Beiträge: 3
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| Gürkchen Verfasst am: 16. Dez 2016 17:22 Titel: Re: Arbeit im mitbewegten Bezugssystem |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: |
Nein, im Inertialsystem, in dem der Körper in Ruhe ist, ändert sich die potentielle Energie nicht (sein Ortsvektor bzw. seine Koordinaten sind in diesem System ja auch konstant). Dies gilt natürlich nur unter der Annahme, dass das Kraftfeld homogen ist, was in Erdnähe näherungsweise der Fall ist. |
ah ok, die potentielle Energie im mitbewegten Bezugssystem des Körpers ändert sich nicht. Allerdings diejenige der Erde, die sich ja wegbewegt?..
Ok das hab ich jetzt gerafft.
| Myon hat Folgendes geschrieben: | | Wenn der Körper nicht beschleunigt wird, wirkt offenbar eine Kraft F=-G auf ihn. Bei einer gleichförmigen Bewegung leistet die Kraft die Arbeit W=F*s. |
den Teil verstehe ich noch nicht so ganz, auch wenn mir völlig klar ist, dass man das so ausrechnet.
Genauso wie offenbar die Kraft F=-G auf den Körper wirkt, wirkt doch auch die Kraft G auf ihn (in entgegengesetzter Richtung). Dann wäre ja quasi die gesamte am Körper verrichtete Kraft einmal diejenige, die F verrichtet: W=F*s und einmal diejenige, die die Erde verrichtet: W=-G*s. In der Summe dann =0. Warum verrichtet nur die eine Kraft am Körper Arbeit?
Ich frag nochmal anders: Wenn ich im bewegten Bezugssystem bin (was ja auch ein Inertialsystem ist), dann bewegt sich der ursprünglich Ruhende Körper ja auch. An dem wird aber doch definitiv keine Arbeit verrichtet, obwohl auch bei ihm die Kraft F=-G wirkt und sich seine Position im Raum ändert (nur halt nicht relativ zur Erde).
Hat das damit zu tun, dass G eine konservative Kraft ist, F aber nicht? |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 18. Dez 2016 08:13 Titel: Re: Arbeit im mitbewegten Bezugssystem |
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Hallo,
| Gürkchen hat Folgendes geschrieben: |
Ich frag nochmal anders: Wenn ich im bewegten Bezugssystem bin (was ja auch ein Inertialsystem ist),
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Vorsicht mit dem Begriff Inertialsystem bei Gravitation:
Hier
https://www.uni-kassel.de/fb10/fileadmin/datas/fb10/physik/oberflaechenphysik/exp2/Lehre/ExpPhysI/Bezugssysteme.pdf
steht es so:
- Koordinatensystem ruht im Labor, Erde gehört zum abgeschl. System: näherungsweise Inertialsystem (näherung wg. Drehung)
- Erde nicht Teil des Systems: kein Inertialsystem
- Erde nicht Teil des Systems, Gravitationsfeld aber schon: Energieerhaltung stimmt, Impulserhaltung nicht
Viele Grüße
Michael |
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