Aktionsreaktionspaare und Arbeit

Angenommen, eine Kugel sitzt vor einem zusammengedrückten Federwerfer. Die Feder wird dann freigegeben. Die Feder übt über eine bestimmte Distanz eine Kraft auf die Kugel aus. Diese Kraft wird von einer gleichen und entgegengesetzten Kraft von der Kugel begleitet. Die Feder leistet also etwas Arbeit W am Ball, während der Ball genau tut − W Arbeit an der Feder, richtig? Arbeit ist also Energieübertragung und immer begleitet von einer negativen Arbeit im Namen dessen, was an kinetischer Energie gewinnt, richtig?

Ja. Das Konzept der Arbeit als Energieübertragung ist ein wichtiges Konzept in der Thermodynamik, also behalten Sie es im Hinterkopf.

Antworten (1)

Ja - die Spiralfeder hat eine gewisse (potentielle) Energie. Wenn es die Energie an den Ball abgibt, könnte man sagen, dass der Ball negative Arbeit an der Feder leistet, also verliert er (potenzielle) Energie.

Positive Arbeit wird also im Allgemeinen immer von negativer Arbeit begleitet, als Erweiterung von Newtons drittem Gesetz?
Ja - oder wenn man so will als Konsequenz aus Energieerhaltung.
Ich bin mir nicht sicher, ob negative Arbeit immer von positiver Arbeit begleitet wird (und umgekehrt). Stellen Sie sich einen Ball und ein Erdsystem vor, die anfangs relativ zueinander ruhen. Gehen Sie zu einem Inertialsystem. Lassen Sie die beiden nun aufeinander zu beschleunigen. An jedem Objekt wird positive Arbeit geleistet. (Tatsächlich wird von der Erde auf der Kugel erheblich mehr Arbeit verrichtet als von der Kugel auf der Erde verrichtet; man denke an Verschiebungen.) Keine negative Arbeit zu finden. Ja?
Negative Arbeit, die am Erde-Kugel-System geleistet wird, da es potenzielle Energie verliert? …
@BMS Du vergisst die unsichtbare Quelle dazwischen, genannt Gravitation. Eigentlich keine Feder, sondern ein Gummiband. Ein bisschen so, als hätte die Feder an jedem Ende eine Kugel, bevor sie losgelassen wird, außer dass die Feder abstoßend ist, während das Gummiband anziehend ist. - - - - Negative Arbeit: nur eine Kraft, die rückwärts geht.
Es wird immer von negativer Arbeit in Abwesenheit von Wärme begleitet (natürlich in einem geschlossenen System). Ein Beispiel wäre ein Gummi auf einem Tisch: Der Tisch arbeitet auf dem Gummi durch Reibung, der Gummi nicht, weil sich der Tisch nicht bewegt. Die durch Reibung geleistete Arbeit ist die dabei entstehende Wärme.
Aktionsreaktionspaare und Arbeit
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