Beschleunigungsarbeit – Definition, Berechnung und Beispiele
Die Beschleunigungsarbeit ist die mechanische Arbeit, die bei der Beschleunigung eines Körpers verrichtet wird. Erfahre, wie man sie berechnet und entdecke Beispiele aus dem Alltag, darunter Autos und Fahrräder.
Inhaltsverzeichnis zum Thema Beschleunigungsarbeit
Das Quiz zum Thema: Beschleunigungsarbeit
Was versteht man in der Physik unter Beschleunigungsarbeit?
Frage 1 von 4
Wie wird die Einheit der Beschleunigungsarbeit angegeben?
Frage 2 von 4
Wie beeinflusst die Masse eines Körpers die Beschleunigungsarbeit?
Frage 3 von 4
Welche Kraft bezeichnet man als Beschleunigungskraft?
Frage 4 von 4
Beschleunigungsarbeit im Überblick
Als Beschleunigungsarbeit wird in der Physik die mechanische Arbeit bezeichnet, die bei der Beschleunigung eines Körpers verrichtet wird.
- Die Beschleunigungsarbeit hat das Formelzeichen
und wird in der Einheit 
oder 
angegeben. Berechnet werden kann die Beschleunigungsarbeit mit den Formeln
oder 
.
Quelle: sofatutor.com
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Beschleunigungsarbeit – Definition einfach erklärt
Bei der Beschleunigungsarbeit handelt es sich um eine Form der mechanischen Arbeit und damit um eine Prozessgröße. Wird ein Körper durch eine Kraft beschleunigt, wird Beschleunigungsarbeit verrichtet. Sie besitzt das Formelzeichen und wird in den Einheiten (Newtonmeter) oder (Joule) angegeben.
Beschleunigungsarbeit berechnen
Die Beschleunigungsarbeit kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
Hierbei ist 
die Beschleunigungskraft und 
die zurückgelegte Strecke.
Die Kraft kann auch durch das Produkt aus Masse 
und Beschleunigung 
ersetzt werden. Somit erhalten wir die Formel:
Achtung: Diese Formeln gelten nur, wenn die Beschleunigungskraft konstant ist und in die Richtung des Wegs wirkt.
Die Beschleunigungsarbeit kann jedoch auch über die Formel der kinetischen Energie berechnet werden. Wird an einem Körper Beschleunigungsarbeit verrichtet, vergrößert sich die kinetische Energie des Körpers. Es gilt:
,
wobei 
die Änderung der kinetischen Energie angibt. Setzen wir dafür die Anfangs- und Endenergie ein, erhalten wir die Formel:
Hierbei ist 
die Energie und 
die Geschwindigkeit nach Verrichten der Arbeit. 
und 
sind die Energie und Geschwindigkeit vor dem Verrichten der Arbeit.
Beschleunigungsarbeit – Beispiele im Alltag
Im Folgenden berechnen wir die Beschleunigungsarbeit anhand zweier Beispiele aus dem Alltag.
Beispiel Auto
Ein Auto mit einem Gesamtgewicht von 
wird über eine Strecke von 
mit 
beschleunigt. Wie viel Beschleunigungsarbeit wird dabei verrichtet?
Alle drei Werte haben bereits die benötigten Einheiten. Somit können wir sie genauso in die Formel einsetzen und erhalten für die Beschleunigungsarbeit:
Es muss eine Beschleunigungsarbeit von 
verrichtet werden.
Beispiel Fahrrad
Eine Person wiegt zusammen mit ihrem Fahrrad 
. Sie beschleunigt aus dem Stand heraus auf eine Geschwindigkeit von 
. Wie viel Arbeit muss die Person dafür verrichten?
Zunächst muss die Geschwindigkeit in die Einheit 
umgerechnet werden. Dafür teilen wir die gegebene Geschwindigkeit durch 
und erhalten:
Diese Geschwindigkeit sowie die Masse können wir nun in die Formel für die Beschleunigungsarbeit einsetzen und erhalten:
Die Person muss also zunächst eine Arbeit von 
verrichten, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen.
Beschleunigungsarbeit grafisch darstellen
Wie die anderen mechanischen Arbeiten lässt sich auch die Beschleunigungsarbeit in einem Diagramm ablesen. Dafür wird die zurückgelegte Strecke 
auf der 
-Achse und die Beschleunigungskraft auf der 
-Achse des Diagramms abgetragen. Die Fläche unterhalb des Funktionsgraphen ist die verrichtete Beschleunigungsarbeit.
Quelle sofatutor.com
Häufig gestellte Fragen zum Thema Beschleunigungsarbeit
Die mechanische Arbeit, die bei der Beschleunigung eines Körpers verrichtet wird, nennen wir in der Physik Beschleunigungsarbeit.
Die Beschleunigungsarbeit kann mit zwei verschiedenen Formeln berechnet werden:
oder 
Als Beschleunigungskraft wird die für die Beschleunigung notwendige Kraft bezeichnet.
Die zum Beschleunigen notwendige Kraft hängt unter anderem von der Beschleunigung selbst und dem Gewicht des Körpers ab.
Wie groß die benötigte Beschleunigungskraft ist, kann mithilfe der Formel 
berechnet werden.
Die Beschleunigung berechnet sich aus der Beschleunigungskraft, dividiert durch die Masse. Je größer die Masse, desto mehr Kraft muss demnach für die gleiche Beschleunigung aufgewendet werden.
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