Hubarbeit

Mit der so genannten Hubarbeit beschäftigen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter der Hubarbeit versteht und wie man sie berechnet. Dieser Artikel gehört zur Rubrik Physik / Mechanik.

Bevor wir uns im nun folgenden mit dem Begriff der Hubarbeit befassen, solltet ihr sicher stellen, dass ihr einige Grundkenntnisse der Physik bereits besitzt. Wem die folgenden Themen noch gar nichts sagen, der möge diese bitte erst einmal nachlesen. Alle anderen können gleich mit der Definition der Hubarbeit starten.

• Newtonsche Gesetze
• Gleichförmige Bewegung
• Gleichmäßig beschleunigte Bewegung
• Mechanische Arbeit

Hubarbeit: Was ist das?

Die Hubarbeit ist eine Art von mechanischer Arbeit. Aus diesem Grund sollt ihr nun kurz noch die Definition der mechanischen Arbeit kennen lernen, sofern ihr diese noch nicht kennt: Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft bewegt oder verformt wird. Das Formelzeichen für die Arbeit ist das "W". Als Einheit wird Joule ( J ) bzw. Newton-Meter ( Nm ) verwendet. Dabei ist 1J = 1Nm.

Kommen wir nun zur Hubarbeit: Wird ein Körper angehoben, so wird Hubarbeit verrichtet. Ein Beispiel dafür wäre ein Kran auf einer Baustelle: Dieser hebt Baumaterial vom Boden der Baustelle auf eine höhere Stelle. Wie auch bei der mechanischen Arbeit berechnet sich die geleistete Arbeit bei der "Hubarbeit" aus dem Produkt Kraft multipliziert mit Weg. Die Formeln sehen wie folgt aus:

• "W" ist die mechanische Arbeit in Newton-Meter [ Nm ]
• "F_G" ist die Gewichtskraft des Objektes in Newton [ N ]
• "h" ist die Höhe, um die das Objekt gehoben wird in Meter [ m ]
• "m" ist die Masse in Kilogramm [ kg ]
• "g" ist die Erdbeschleunigung in Meter pro Sekunde-Quadrat [ m/s² ]

Anmerkung: Wie man den Formeln entnehmen kann, ist F_G = m · g. Dabei ist g = 9,81m/s².Siehe dazu die folgenden Beispiele.

Beispiel 1:

Eine 20kg schwere Masse wird um 30m angehoben. Wie viel Hubarbeit wird verrichtet?

Lösung: Wie entnehmen dem Text die entsprechenden Daten und setzen diese in die Formel ein.

Beispiel 2:

Ein Körper übt eine Gewichtskraft von 100 Newton aus. Er wird 65 Meter angehoben. Wie viel Arbeit wurde dadurch verrichtet?

Lösung: Wir entnehmen dem Text die entsprechenden Daten und setzen diese in die Formel ein.

Hubarbeit: Zusammenfassung

Wir fassen die Erkenntnisse zur Hubarbeit wie folgt zusammen: Um einen Körper mit der Masse m in der Nähe der Erdoberfläche zu heben, ist die Hubarbeit W = m · g · h erforderlich.

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