Fragensammlung: Arbeit: Grafiken

Ein Wissenschaftler führt ein Experiment durch, bei dem eine variable Kraft eingesetzt wird, um einen Körper längs einer geraden Strecke in Bewegung zu setzen. Die Beziehung zwischen der angewendeten Kraft (in Newton) und der Wegstrecke (in Metern) wird in der folgenden Grafik veranschaulicht, die aus zwei Abschnitten besteht: In den ersten 3 Metern steigt die Kraft linear von 0 auf 15 N, während in den darauffolgenden 2 Metern die Kraft linear von 15 N auf 5 N abnimmt. Welche Gesamtarbeit wurde beim Bewegen des Objekts über die 5 Meter erbracht?

Beim Betrieb eines Krans übt der Kranbediener eine konstante Kraft von 150 N aus, um eine Last senkrecht um 4 Meter anzuheben. Betrachtet man ein Diagramm, das die angewandte Kraft in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke darstellt, wie viel Arbeit wird beim Anheben der Last verrichtet?

Ein Ingenieur ermittelt die Arbeit, die durch eine veränderliche Kraft erbracht wird, um ein Gerät in einer geradlinigen Bewegung zu verschieben. Die angewendete Kraft F (in Newton) variiert in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke s (in Metern), wie in der folgenden Grafik veranschaulicht. Ausgehend von dieser Darstellung berechnen Sie die Gesamtarbeit, die beim Verschieben des Geräts von s = 0 m bis s = 5 m verrichtet wird.

Ein Athlet zieht eine Kiste auf einem geradlinigen Weg. Die dabei aufgebrachte Kraft ändert sich je nach Position und wird durch die Funktion F(x) = 10x - 2x² N beschrieben, wobei x die von der Kiste zurückgelegte Strecke in Metern angibt. Der Athlet bewegt die Kiste von x = 0 bis x = 5 Meter. Ohne Berücksichtigung von Reibung: Wie viel Arbeit wird durch diese Kraft während der Verschiebung verrichtet?

Ein Arbeiter schiebt eine Kiste über eine ebene Strecke. Dabei übt er eine Kraft aus, die gleichmäßig von 0 N auf 20 N ansteigt, während die Kiste 4 Meter weit bewegt wird. Sehen Sie sich das Kraft-Weg-Diagramm an: Wie viel Arbeit verrichtet der Arbeiter beim Bewegen der Kiste?