Im All­tag hat das Wort „Ar­beit“ viele Be­deu­tun­gen, in der Phy­sik al­ler­dings ist der Be­griff Ar­beit ein­deu­tig fest­ge­legt:



Ar­beit (W) wird ver­rich­tet, wenn eine Kraft (F) ent­lang eines Weges (s) ver­rich­tet wird.

Die Ein­heit der Ar­beit wird in Joule (J) - oder in New­ton­me­ter (Nm) - an­ge­ge­ben.



1 Joule ist gleich der Ar­beit, die durch die Kraft von 1 New­ton ver­rich­tet wird, wenn sich der An­griffs­punkt der Kraft um 1 Meter in der Rich­tung der Kraft ver­schiebt:

W = Work (engl.) = Ar­beit

F = Force (engl.) = Kraft

s = spa­ti­um (lat.) = Weg, Aus­deh­nung, Ent­fer­nung

Beim Heben einer Last stim­men die Rich­tung der Kraft (senk­recht) und die Rich­tung des Weges (senk­recht) über­ein – Ar­beit wird ver­rich­tet.

Bei­spiel: Ein Ge­wicht­he­ber hebt ein Ge­wicht in die Höhe.



Beim Hal­ten hält der Ge­wicht­he­ber das Ge­wicht vor sich hin, stim­men die Rich­tung der Kraft (senk­recht) und die Rich­tung des Weges (waag­recht) nicht über­ein – es wird im phy­si­ka­li­schen Sinne keine Ar­beit ver­rich­tet.

Dass das waag­rech­te Hal­ten des Ge­wichts na­tür­lich sehr an­stren­gend für den Ge­wicht­he­ber ist, muss nicht spe­zi­ell er­wähnt wer­den, aber für den phy­si­ka­li­schen Be­griff von Ar­beit spielt das keine Rolle.



Pro­bier es selbst ein­mal aus:

Beim nächs­ten Ein­kauf halte die Ein­kaufs­ta­sche waag­recht von dei­nem Kör­per weg!

Ein­fa­che Re­chen­bei­spie­le zur Ar­beit:

Schau dir zu­nächst die Bei­spiel­rech­nung an und ver­su­che an­schlie­ßend, die fol­gen­den zwei Re­chen­bei­spie­le ei­gen­stän­dig zu lösen!

Ge­wicht­he­ber:



Der Welt­re­kord im Ge­wicht­he­ben (Sto­ßen) der Män­ner liegt bei 264 kg. Wir gehen davon aus, dass das Ge­wicht dabei 2,2 m in die Höhe ge­ho­ben wurde. Wel­che Ar­beit ver­rich­tet der Ge­wicht­he­ber?



1. Schritt: For­mel.

$W[J]=F[N]\cdot s[m]$



2. Schritt: Ge­wichts­kraft be­rech­nen!

$G[N]=m[kg]\cdot g[m/s^2]$

$G[N]=264kg\cdot 9,81m/s^2=2.589,84N$



3. Schritt: Er­geb­nis­se in For­mel ein­set­zen und aus­rech­nen.

$W[J]=2.589,84N\cdot 2,2m$



Lö­sung:

$W=5.697,65J$