Wiederholung der mechanischen Arbeit
und Einführung der Hubarbeit
Definition:
Die Arbeit, die beim Hochheben eines Körpers verrichtet wird, nennt man Hubarbeit.
Diese Arbeit ist davon abhängig, wo das Nullniveau liegt.
Herleitung der Hubarbeit
Die Arbeit W ist in der Mechanik folgendermaßen definiert:
.
Beim Heben ist als Kraft die Gewichtskraft aufzuwenden und der Weg ist die Höhe h. Damit ergibt sich:
.
Die Hubarbeit lässt sich also ganz einfach berechnen:
Die Einheit der Hubarbeit ist Nm (Newtonmeter).
Potenzielle Energie
Die Hubarbeit ist eine Prozessgröße, d.h. sie beschreibt einen Vorgang. Diese Arbeit,
die beim Hochheben verrichtet wurde steckt anschließend in dem Körper. Diese gespeicherte Arbeit
wird als potenzielle Energie bezeichnet. Die potenzielle Energie ist eine Zustandsgröße, denn
sie beschreibt den Zustand des Körpers. Sie wird genauso berechnet wie die Hubarbeit und
besitzt die Einheit Joule (1Nm = 1J).