PhysProf - Mechanische Arbeit - Mechanische Leistung - Gewichtskraft - Reibung

PhysProf - Physik-Software - Mechanische Arbeit

Fachthema: Mechanische Arbeit

PhysProf - Mechanik - Eine Anwendung zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte und Veranschaulichung physikalischer Gesetze mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

PhysProf - Physikprogramm mit Animationen - Mechanische Arbeit

Online-Hilfe für das Modul
zum Fachthema Mechanische Arbeit.

Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema und eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.

PhysProf - Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte 

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Themen und Stichworte zu diesem Modul:
Kraft - Arbeit - Reibung - Weg - Gewichtskraft - Gravitationskraft - Reibungskraft - Reibungsarbeit - Mechanische Leistung - Energie - Formel - Leistung - Einheit - Physikalische Einheit - Mechanische Kraft - Verrichtete Arbeit - Goldene Regel der Mechanik - Bild - Grafik - Rechner - Simulation - Berechnen - Beispiel - Darstellen - Grafische Darstellung

  
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Mechanische Arbeit


Der Programmteil [Mechanik II]  - [Mechanische Arbeit] beschäftigt sich mit dem Themengebiet Arbeit aus dem Fachgebiet Mechanik.

PhysProf - Mechanische Arbeit - Berechnen - Kraft - Weg - Energie - Arbeit - Gleichung - Reibungsarbeit

Verschiebt eine Kraft einen Körper auf einem bestimmten Weg, so verrichtet sie Arbeit (Goldene Regel der Mechanik). Unter Arbeit versteht man das Produkt aus Kraft und Weg. Sind Kraft- und Wegrichtung gleich, so gilt bei konstant wirksamer Kraft für die Arbeit:

W = F·s

Bilden Kraft- und Wegrichtung einen Winkel α, so gilt bei konstant wirksamer Kraft entsprechend:

W = F·s·cosα

Wirken mehrere Kräfte auf einen Körper ein, so ist die verrichtete Arbeit aller Kräfte gleich der Summe aller von Einzelkräften verrichteten Arbeit und ist gleich der Arbeit der Resultierenden aller Kräfte. Die Arbeit einer Kraft, welche innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts verrichtet wird, wird als Leistung bezeichnet:

Leistung - Gleichung

Bei diesem Modell gilt:

Fr = (G-F·cos(α))·μ

WFr = Fr·s

WF = F·s·cos(α)

WGes = WF + WFr

 

G: Gewichtskraft (Gravitationskraft) des Körpers [N]

μ: Reibungskoeffizient

F: Einwirkende Kraft [N]

α: Richtungswinkel der einwirkenden Kraft [rad]

s : Zurückgelegte Strecke [m]

Fr: Reibungskraft [N]

WFr: Reibungsarbeit [J]

WFr: Bewegungssarbeit [J]

Wges: Gesamte verrichtete Arbeit [J]

P: Leistung [W]
 

Programmbedienung

Dieses Modul veranschaulicht das Prinzip der mechanischen Arbeit. Ein Körper bewegt sich hierbei unter dem Einfluss von Reibung, verursacht durch eine extern einwirkende Kraft, unter einem bestimmten Winkel auf einer Ebene.

Durch die Veränderung der Parameter des Modells (Absolutwert der Gewichtskraft G des Körpers, Reibungskoeffizient μ, einwirkende Kraft F und Richtung (Winkel a) der einwirkenden Kraft) können Sie die Werte für die Arbeit entnehmen, welche durch eine extern einwirkende Kraft unter dem Einfluss von Reibung verrichtet wird.

Diese Parameter verändern Sie durch die Benutzung der dafür vorgesehenen Rollbalken. Es kann dabei u.a. festgestellt werden, dass die Summe aller verrichteten Arbeiten gleich der kinetischen Energie 1/2·m·v² des Körpers ist, während dieser sich bewegt. Beachten Sie auch, dass die Arbeit, welche durch Reibung verursacht wird, stets negativ ist.

Starten können Sie die Simulation, indem Sie die Schaltfläche Start bedienen. In den Anfangszustand versetzen Sie die Darstellung wieder, wenn sie den Schalter Urzustand bedienen.
 

Kurzbeschreibungen einiger Module zu entsprechenden Themenbereichen

Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.

 

Nützliche Infos zu diesem Themengebiet

 

Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Arbeit zu finden.
 

Video

 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Implementierte Module zum Themenbereich Mechanik


4-Takt-Ottomotor - Impulssatz - Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung - Bewegung und Geschwindigkeit - Geschwindigkeit und Beschleunigung - Wellen - Druck in Flüssigkeiten - Ideale Strömung - Kinetische und potentielle Energie - Brownsche Bewegung - Molekularbewegung - Harmonische Schwingungen - Kreisbahnbewegung - Auftrieb - Geneigte Ebene - Freier Fall - Waagerechter und schiefer Wurf - Pendel - Chaos-Doppelpendel - Gedämpfte mechanische Schwingung - Rolle und Flaschenzug - Balkenwaage - Hebelgesetz - Zweites Newtonsches Gesetz - Drittes Newtonsches Gesetz - Mechanische Arbeit - Hookesches Gesetz
 

Unsere Produkte
 
PhysProf 1.1
Physik interaktiv
 
PhysProf 1.1 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich physikalische Gesetzmäßigkeiten und Gegebenheiten zu verdeutlichen. Es spricht alle an, die sich für die Ergründung physikalischer Prozessabläufe und derartige Zusammenhänge interessieren. In zahlreichen Unterprogrammen besteht die Möglichkeit, Veränderungen von Einflussgrößen manuell, oder durch die Ausgabe automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Inhaltlich umfasst es ca. 70 verschiedene Unterprogramme zu den Fachthemenbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik und Optik.
 

Bilder zum Programm PhysProf 1.1 - Mechanik - Elektrotechnik - Thermodynamik - Optik
 

Durch die Benutzung dieses Programms wird es ermöglicht, bereits bekannte Fachthemeninhalte aufzuarbeiten und entsprechende Sachverhalte numerisch wie auch grafisch zu analysieren. Mittels der freien Veränderbarkeit der Parameter von Einflussgrößen bei der Ausgabe grafischer Darstellungen besteht in vielen Unterprogrammen die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Zusammenhängen manuell oder durch die Anwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.

Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.

 
 
   
MathProf 5.0
Mathematik interaktiv

 
MathProf 5.0 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich mathematische Sachverhalte auf einfache Weise zu verdeutlichen. Zudem spricht es diejenigen an, die sich für Mathematik interessieren, oder mathematische Probleme verschiedenster Art zu lösen haben und von grafischen 2D- und 3D-Echtzeitdarstellungen sowie Animationen beeindruckt sind.
 

Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Vektoralgebra - Geometrie
 

Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.


Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Stochastik - Vektoralgebra - Numerisch - Grafisch - Plotten - Graph


Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.


Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
Zum Inhaltsverzeichnis von MathProf 5.0
 
Kurzinfos zu Inhalten einiger in MathProf 5.0 eingebundnener Unterprogramme erhalten Sie unter:
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
Zu den Videos zu MathProf 5.0
 
 
 
SimPlot 1.0

Visualisierung und Simulation interaktiv
 

SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen und wissenschaftlichen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
 
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.

 
Bilder zum Programm SimPlot 1.0 - Zweidimensionale Grafiken, Simulationen und Animationen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche

 
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.

Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
 
Eine Inhaltsübersicht dessen finden Sie unter SimPlot - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

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Beispiele einiger mit Simplot 1.0 erzeugter Grafiken finden Sie unter Beispiele, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zu Beispielen von SimPlot 1.0
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
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