Beschleunigungsarbeit – Was ist das?

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• Wie lässt sich die Beschleunigungsarbeit berechnen?

Wie lässt sich die Beschleunigungsarbeit berechnen?

Wenn etwas beschleunigt wird, dann wird daran Beschleunigungsarbeit verrichtet. Sie gehört zusammen mit der Reibungs-, Spann- und Hubarbeit zu den mechanischen Arbeitsformen mit der Einheit Newton-Meter $[Nm]$ oder Joule $[J]$.

Grundsätzlich lassen sich diese mit der Formel $W=F\cdot \Delta s$ berechnen. $W$ ist das Formelzeichen für die Arbeit (engl. work) und $F$ das der Kraft (force). Während der Strecke $\Delta s$ wirkt die Kraft in die gleiche Richtung wie die Bewegung. Sowohl $F$ als auch $s$ können Vektoren sein. Nämlich dann, wenn sich die Bewegungsrichtung bzw. Kraftrichtung ändert.

Arbeit wird als Energie gespeichert. Energie kann nicht erschaffen oder zerstört werden. Sie kann lediglich in andere Arbeits- oder Energieformen durch Energieumwandlung überführt werden. Wird Arbeit verrichtet, dann steigt die Energie an. Es ergibt sich also ein Energieunterschied $\Delta E$ zwischen vorher und nachher. Daher gilt: $W=\Delta E = E_{nachher}-E_{vorher}$.

Da dieser enge Zusammenhang besteht, lässt sich die Arbeit auch über die jeweilige Formel der Energie berechnen. Für die Beschleunigungsarbeit $W_B$ kann die Formel der Bewegungsenergie $E_{kin}$ verwendet werden:

$ W_B = F\cdot \Delta s = m\cdot a\cdot \Delta s\\ W_B = \Delta E_{kin} = E_{kin,nach}-E_{kin,vor} = \frac{1}{2}\cdot m\cdot {v_{nach}}^{2}-\frac{1}{2}\cdot m\cdot {v_{vor}}^{2} = \frac{1}{2}\cdot m\cdot \left( {v_{nach}}^{2}-{v_{vor}}^{2} \right) $