Entscheide bei jeder Aussage, ob sie zum Arbeitsbegriff passt.
Tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“. Danach erscheint die Begründung.
Aussage 1 von 6
Drei stimmen, drei nicht. Die Fallen: das Tragen, die veränderliche Federkraft und die Verwechslung von Zustand und Vorgang.
Frage dich bei jeder Aussage: Zeigt die Kraft in Wegrichtung? Ist die Kraft konstant?
2
Der Merktext
AFB I
Setze die passenden Begriffe ein.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Arbeit wird verrichtet, wenn eine längs eines wirkt. Dabei wird Energie , weshalb die Arbeit ebenfalls in gemessen wird. Im F‑s‑Diagramm entspricht die verrichtete Arbeit der unter dem Graphen.
Dieser Satz enthält die Definition, die Einheit und die grafische Deutung — mehr braucht es zu diesem Unterkapitel nicht.
Zwei Lücken bilden die Definition, eine die Einheit, eine die Deutung im Diagramm.
3
Hubarbeit berechnen
AFB I
Eine Kiste mit m = 20 kg wird 1,5 m hoch gehoben (g = 9,81 m/s²). Welche Arbeit wird verrichtet?
Zahl eintragen — Enter prüft direkt.
F = m · g = 196,2 N, also W = 196,2 · 1,5 = 294,3 J. Kurzform: W = m · g · h.
Zuerst die Gewichtskraft berechnen, dann mal die Höhe.
4
Rechteck oder Dreieck?
AFB II
Ordne jeder Situation die passende Rechnung zu.
Klicke links eine Situation an und dann rechts die passende Formel.
Entscheidend ist immer dieselbe Frage: Bleibt die Kraft während des Weges gleich groß? Nur bei der Feder lautet die Antwort nein.
Beim Heben ist die Gewichtskraft während des ganzen Weges gleich groß.
5
Zwei Rechnungen
AFB II
a) Eine Feder mit D = 20 N/m wird um 0,8 m gespannt. b) Ein Wagen wird mit 250 N über 12 m gezogen.
Trage beide Werte in Joule ein. Enter prüft alle Felder auf einmal.
a) ½ · 20 · 0,8² = 6,4 J (Dreieck). b) 250 · 12 = 3000 J = 3 kJ (Rechteck).
Nur in einer der beiden Aufgaben gehört ein Halb in die Rechnung.
6
Vom Diagramm zur Arbeit
AFB II
Aus einem F‑s‑Diagramm liest du ab: Die Kraft ist über die ganzen 4 m konstant 75 N. Danach folgt ein Federabschnitt mit D = 50 N/m und 0,6 m Auslenkung.
Alle drei Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.
75 · 4 = 300 J, ½ · 50 · 0,6² = 9 J, zusammen 309 J. Zusammengesetzte Diagramme rechnet man immer flächenweise.
Flächen im Diagramm darf man einfach addieren.
7
Wie ändert sich die Arbeit?
AFB II
Wie verändert sich die verrichtete Arbeit, wenn du eine Größe änderst?
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = ein Viertel, 2 = die Hälfte, 3 = bleibt gleich, 4 = das Doppelte, 5 = das Vierfache.
1 = ein Viertel5 = das Vierfache
Konstante Kraft: Der Weg wird verdoppelt.
Konstante Kraft: Die Kraft wird verdoppelt.
Feder: Die Auslenkung wird verdoppelt.
Feder: Die Federkonstante wird verdoppelt.
Der Unterschied liegt allein in der dritten Zeile: Bei der Feder wächst mit dem Weg auch die Kraft mit — deshalb steht s im Quadrat und die Arbeit wird vierfach.
Steht die Größe in der Formel einfach oder im Quadrat?
8
Wird hier Arbeit verrichtet?
AFB II
Entscheide für jede Situation, ob im physikalischen Sinn Arbeit am Körper verrichtet wird.
Ziehe die Karten in das passende Fach — oder wähle eine Karte mit Tab und Enter und drücke dann die Ziffer des Fachs.
1Arbeit wird verrichtet
2keine Arbeit
Zwei Bedingungen müssen zugleich erfüllt sein: Es muss eine Kraft wirken und es muss ein Weg in Kraftrichtung zurückgelegt werden. Fehlt eines von beiden, ist W = 0.
Prüfe getrennt: Gibt es eine Kraft? Gibt es einen Weg in Kraftrichtung?
9
Fehlersuche
AFB III
Jemand berechnet die Arbeit beim Spannen einer Feder (D = 500 N/m, s = 10 cm). Klicke genau die falschen Zeilen an.
Klicke genau die falschen Zeilen an.
Drei Fehler: die falsche Fläche, die fehlende Umrechnung und die Verwechslung von Arbeit (Vorgang) und Energie (Zustand).
Achte auf die Flächenform, auf die Einheit und auf die Wortwahl im Antwortsatz.
10
Den Term angeben
AFB III
Gib einen Term für die Hubarbeit W an, in dem nur m, g und h vorkommen.
Gib den Term ein. Schreibe * für mal. Enter prüft ebenfalls.
W = F · s wird mit F = m · g und s = h zu W = m · g · h. Dieser Term begegnet dir gleich wieder — als Lageenergie.
Setze in W = F · s für F die Gewichtskraft und für s die Höhe ein.
