Lösung zu Aufgabe 15.1.6 aus der Sammlung von Kepe O.E.

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Aufgabe 15.1.6 aus der Sammlung von Kepe O.?. beschreibt eine Situation, in der eine Masse von 0,4 kg an einem 1 Meter langen Faden hängt. Es ist erforderlich, die Arbeit zu ermitteln, die die Schwerkraft der Last verrichtet, wenn sie in der vertikalen Ebene von Position 2 in Position 1 bewegt wird.

Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie wissen, dass die Arbeit einer Kraft als das Produkt aus dem Kraftmodul und dem vom Körper in Richtung der Kraft zurückgelegten Weg definiert ist. In diesem Fall ist die Schwerkraft senkrecht nach unten gerichtet, sodass der von der Last zurückgelegte Weg gleich dem Höhenunterschied zwischen Position 2 und 1, also 1 Meter, ist. Der Schwerkraftmodul ist gleich dem Produkt aus der Masse der Last und der Erdbeschleunigung, die auf der Erde mit 9,81 m/s^2 angenommen wird. Die Schwerkraftarbeit wird also nach folgender Formel berechnet:

Arbeit = Kraft * Weg = m * g * h

Dabei ist m die Masse der Last, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe, auf die die Last steigt.

Wenn wir die bekannten Werte einsetzen, erhalten wir:

Arbeit = 0,4 * 9,81 * 1 = 3,924 J (Antwort gerundet auf 3,92 J)

Somit leistet die Schwerkraft 3,92 J Arbeit, wenn sie die Last in der vertikalen Ebene von Position 2 nach Position 1 bewegt.

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