Mechanische Arbeit, Kraft und Weg verstehen

Mechanische Arbeit beschreibt die Energieübertragung einer Kraft entlang eines Weges. Auf dieser Seite übst du die Arbeitsformel W = F·s·cos(α), positive und negative Arbeit, Hubarbeit, Reibungsarbeit und Kraft-Weg-Diagramme.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 7–10 und führen vom Grundverständnis bis zum Arbeit-Energie-Theorem.

So löst du Arbeitsaufgaben

  1. Bestimme Kraft, Weg, Winkel und die Richtung der Kraft relativ zur Bewegung.
  2. Verwende W = F·s·cos(α) oder die Fläche unter einem Kraft-Weg-Diagramm.
  3. Prüfe Vorzeichen und Einheiten, besonders bei Reibung und Bremsen.
  4. Vergleiche die Arbeit bei Bedarf mit kinetischer oder potenzieller Energie.

7. Test

Mechanische Arbeit, Kraft und Weg online üben

Test 7 zu mechanischer Arbeit, Kraft und Weg mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Kraftkomponente, Weg, Winkel, Vorzeichen, Einheiten und Energieübertragung.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Körper wird mit konstanter Geschwindigkeit angehoben. Welche Arbeit verrichtet die Hubkraft?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Positive Arbeit in Höhe der Zunahme der potenziellen Energie..

  1. Kraft und Weg bestimmen: Prüfe Kraftbetrag, Weg, Winkel und ob die Kraft in oder entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.
  2. Arbeitsformel anwenden: Die Hubkraft wirkt nach oben und der Weg ebenfalls; bei konstanter Geschwindigkeit gleicht sie die Gewichtskraft aus.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Positive Arbeit in Höhe der Zunahme der potenziellen Energie.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen und Größenordnung.

Die Hubkraft wirkt nach oben und der Weg ebenfalls; bei konstanter Geschwindigkeit gleicht sie die Gewichtskraft aus.

2. FrageMultiple Choice

Warum kann bei konstanter Geschwindigkeit trotzdem Arbeit verrichtet werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Weil sich einzelne Arbeiten aufheben können, obwohl die resultierende Kraft null ist..

  1. Kraft und Weg bestimmen: Prüfe Kraftbetrag, Weg, Winkel und ob die Kraft in oder entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.
  2. Arbeitsformel anwenden: Beim gleichförmigen Anheben verrichtet die Hubkraft positive und die Gewichtskraft negative Arbeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil sich einzelne Arbeiten aufheben können, obwohl die resultierende Kraft null ist.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen und Größenordnung.

Beim gleichförmigen Anheben verrichtet die Hubkraft positive und die Gewichtskraft negative Arbeit.

3. FrageMultiple Choice

Was ist bei einem Kraft-Weg-Diagramm für eine lineare Feder die Form der Arbeitsfläche?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Ein Dreieck..

  1. Kraft und Weg bestimmen: Prüfe Kraftbetrag, Weg, Winkel und ob die Kraft in oder entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.
  2. Arbeitsformel anwenden: Die Kraft steigt linear von null auf D·x; die Fläche unter der Geraden ist 1/2·D·x².
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ein Dreieck.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen und Größenordnung.

Die Kraft steigt linear von null auf D·x; die Fläche unter der Geraden ist 1/2·D·x².

4. FrageMultiple Choice

Wie erkennt man im Kraft-Weg-Diagramm negative Arbeit?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Kraftkurve liegt unter der gewählten Nulllinie für die Bewegungsrichtung..

  1. Kraft und Weg bestimmen: Prüfe Kraftbetrag, Weg, Winkel und ob die Kraft in oder entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.
  2. Arbeitsformel anwenden: Ein negatives Vorzeichen zeigt, dass die Kraft der Verschiebung entgegenwirkt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Kraftkurve liegt unter der gewählten Nulllinie für die Bewegungsrichtung.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen und Größenordnung.

Ein negatives Vorzeichen zeigt, dass die Kraft der Verschiebung entgegenwirkt.

5. FrageMultiple Choice

Welche Aussage über Arbeit und Weg ist richtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Ohne Verschiebung ist die Arbeit einer Kraft null..

  1. Kraft und Weg bestimmen: Prüfe Kraftbetrag, Weg, Winkel und ob die Kraft in oder entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.
  2. Arbeitsformel anwenden: Für W = F·s·cos(α) gilt bei s = 0 unabhängig vom Winkel W = 0.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ohne Verschiebung ist die Arbeit einer Kraft null.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen und Größenordnung.

Für W = F·s·cos(α) gilt bei s = 0 unabhängig vom Winkel W = 0.

Mechanische Arbeit FAQ

Wie lautet die Formel für mechanische Arbeit?

Bei einer konstanten Kraft gilt W = F·s·cos(α). In Wegrichtung vereinfacht sich die Formel zu W = F·s.

Wann ist Arbeit negativ?

Wenn die Kraftkomponente der Bewegungsrichtung entgegenwirkt, zum Beispiel bei Reibung oder beim Bremsen.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine verständliche Erklärung und drei Lösungsschritte.