MINT lernen

Was „Arbeit“ in der Physik bedeutet

Eine Kiste halten ist anstrengend — physikalisch aber keine Arbeit.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Wann Arbeit verrichtet wird
AFB I

Welche Aussagen über die physikalische Arbeit \( W = F \cdot s \) stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Ohne Weg keine Arbeit, und eine Kraft senkrecht zum Weg zählt nicht. Anstrengung im Alltag ist kein physikalisches Maß.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zur Arbeit in der Physik.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Arbeit hängt allein von Kraft und Weg ab — nicht von der Zeit und nicht vom Gefühl der Anstrengung.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Arbeit wird verrichtet, wenn eine und der zurückgelegte in dieselbe Richtung zeigen. Ihr Produkt hat die Einheit und das ist dasselbe wie ein — steht die Kraft senkrecht zum Weg, ist die Arbeit auch wenn es anstrengend ist.

Leistung bleibt übrig: Sie ist Arbeit pro Zeit und sagt nichts darüber, wie groß die Arbeit ist.
A4
Welche Arbeit wird verrichtet?
AFB I

Ordnen Sie jede Situation der passenden Art von Arbeit zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Hubarbeit
2Reibungsarbeit
3keine Arbeit
Entscheidend ist, ob die Kraft in Wegrichtung wirkt: Halten (s = 0) und waagerechtes Tragen (Kraft senkrecht zum Weg) ergeben beide W = 0.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Eine Kiste wird mit 250 N genau 12 m weit in Kraftrichtung geschoben. Berechnen Sie die verrichtete Arbeit.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
250 N · 12 m = 3000 J. N · m ergibt J — die Einheit gehört mit ins Ergebnis, sonst fehlt die halbe Antwort.
A6
Hubarbeit Schritt für Schritt
AFB II

Eine Kiste mit 15 kg wird 2 m hoch gehoben (g = 9,81 N/kg). Bringen Sie den Rechenweg in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Gegebene Größen notieren: m = 15 kg, h = 2 m
2Gewichtskraft berechnen: F = m · g = 147,15 N
3Formel für die Arbeit aufschreiben: W = F · s
4Werte einsetzen: W = 147,15 N · 2 m
5Ergebnis mit Einheit angeben: W = 294,3 J
Am häufigsten wird die Masse direkt als Kraft eingesetzt (15 statt 147,15 N) — der Umweg über g = 9,81 N/kg darf nie fehlen.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Schüler mit 55 kg steigt eine 4 m hohe Treppe hinauf und braucht dafür 8 s (g = 9,81 N/kg).

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Gewichtskraft in Newton N
  2. Hubarbeit in Joule J
  3. Leistung in Watt W
  4. Zeit in Sekunden, wenn er dieselbe Treppe mit 540 W schafft s
Die Kette zeigt den Weg Masse, Kraft, Arbeit, Leistung. Wer die Gewichtskraft überspringt, rechnet ab Schritt 2 falsch weiter.
A8
Kraft, Weg und Arbeit
AFB II

Ordnen Sie jeder Angabe die verrichtete Arbeit zu. Die Kraft zeigt jeweils in Wegrichtung.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Nur das Produkt zählt: Kleine Kraft über langen Weg kann dieselbe Arbeit ergeben wie große Kraft über kurzen Weg.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der häufigste Fehler in Klassenarbeiten ist Zeile 4: Masse in Kilogramm wird als Kraft in Newton eingesetzt.
A10
Wie ändert sich die Arbeit?
AFB III

Eine Last wird mit einer bestimmten Kraft über einen bestimmten Weg bewegt. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viermal kleiner, 2 = halb so groß, 3 = gleich, 4 = doppelt so groß, 5 = viermal so groß. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viermal kleiner5 = viermal so groß
Kraft verdoppeln und Weg halbieren
Kraft verdoppeln und Weg verdoppeln
Nur den Weg halbieren
Kraft und Weg jeweils halbieren
Dieselbe Last doppelt so hoch heben
W = F · s ist ein reines Produkt: Verdoppeln und Halbieren heben sich auf, zwei Verdoppelungen ergeben das Vierfache. Die Zeit spielt keine Rolle.