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Arbeit 



d u k t a u s Kraft u n d W e g s t r e c k e 

 ihrer Betatigung. Z. B. ist die Arbeit, 

 die beim Heben einer Last geleistet wird, ge- 

 messen durch das Produkt Gewicht der Last 

 mal Hubhohe. 



An diesem Beispiel zeigt sich iibrigens wieder, 

 wie leicht man in die Irre gehen kann, wenn 

 man das unbefangene Gefiihl kritiklos zur De- 

 finition exakter physikalischer Begriffe heran- 

 zieht. Wenn namlich jemand fin Kilogramm- 

 gewicht fiinf Minuten bei wagerecht ausge- 

 strecktem Arm in der Hand hiilt, so hat er 

 dabei die entschiedene Empiindung einer 

 erheblichen Arbeitsleistung. DaB es sich hier 

 nur um eine physiologische Arbeitsleistung 

 handelt. diebeim Gespannthalten der betreffenden 

 Muskeln verbraucht wird, wahrend an dem 

 Gewichte keine Arbeit geleistet wird, macht 

 dem primitiven Denken gewisse Schwierigkeiten. 



Der Erste, der die Bedeutung des Pro- 

 duktes Kraft mal Weg bei Massenbewegungen 

 erkannte, war Galilei. 



Die eigentliche Einfiihrung des Wortes 

 Arbeit in die Mechanik erfolste vie! spater, sie 

 stammt von Coriolis. 



Den gewonnenen Arbeitsbegriff wenden 

 wir auf die verschiedenen Kraft e der unbe- 

 lebten Natur an. Die Arbeitseinheit ist durch 

 die gebrauchlichen Einheiten der Kraft und 

 des Weges festgelegt: man benutzt das cmkg 

 oder das mktr neben anderen Einheiten 

 iiber die weiter unten zu sprechen sein wird. 

 Solange die Krafte, um deren Betatigung 

 es sich handelt, an greif barer Materie halten, 

 sprechen wir von ,,mechanischer Arbeit". 

 Ihr gegenuber steht die elektrische und 

 magnetische Arbeit von Kraften, fur die 

 man nicht die greifbare Materie unmittelbar 

 verantwortlich macht. 



Mechanische Arbeit wird ,,geleistet" beim 

 Heben eines Gewichtes (Gewicht mal Hub); 

 beim Verschieben eines Gegenstandes auf 

 einer ran hen Ebene ist das Produkt Reibungs- 

 widerstand mal Wegstrecke gleich der Rei- 

 bungsarbeit usw. Sie wird allgemein ge- 

 leistet von dem arbeitenden Korper ,,auf 

 den von dem ArbeitsprozeB ergriffenen Kor- 

 per". H. A. Lorentz driickt dies Verhaltnis 

 aus mit den Worten, ,,der erstere Korper 

 tut Arbeit auf den letzteren". Die Kraft, 

 die sich dabei betatigt, konnen wir als die 

 Quelle der Arbeit bezeichnen. In diesem 

 Shine sollen unten die verschiedenen Quellen 

 der Arbeit betrachtet werden. 



Mit der Ausdrucksweise von H. A. 

 Lorentz wird die Einfiihrung eines zweiten 

 Begriffes anschaulich gemacht, der in den 

 Naturwissenschaften ein herrschender ge- 

 geworden ist: der Energie. Die Natur- 

 beobachtung ergibt, daB jedem Korper oder 

 Korpersystem, welches fiir sich betrachtet 

 wird, ein fester Betrag von Arbeitsfahigkeit 

 anhaftet, die man Energie des Systems oder 

 des Kb'rpers nennt. LiiBt man das System 



oder den Korper auf einen anderen Korper 

 einwirken, so tritt das ein, wovon wir oben 

 sprachen ; die beiden Korper treten zueinander 

 in ,,Arbeitsbeziehung", der erste Korper ,,tut 

 Arbeit" auf den zweiten (oder umgekehrt). 



Die Beobaehtung lehrt nun, daB bei diesem 

 ProzeB die Energie des ersten Korpers um 

 das MaB der ,.getanen Arbeit" abnimmt, die 

 Energie des zweiten Korpers um dasselbe MaB 

 zunimmt (oder umgekehrt). Arbeit und 

 Energie sind einander aquivalent. 

 Kach diesen Festsetzungen gehen wir dazu 

 iiber. die Krafte als Quellen der verschiedenen 

 plrysikalischen Arbeitsformen und diese selbst 

 zu betrachten. 



2.. Krafte als Quellen der Arbeit. Wir 

 unterscheiden folgende Krafte: Krafte der 

 Ruhe, Krafte der Bewegung, und zwar der 

 sichtbaren und unsichtbaren Bewegung 

 (Warme), Spannungskrafte, Magnetische und 

 elektrische Krafte usw. 



2 si) Krafte der Bewegung. Sie treten 

 als Arbeitsquellen in Tatigkeit, wenn man 

 Massen zwingt, ihren Bewegungszu stand zu 

 andern. Die Massen haben durch ihre Ge- 

 schwindigkeit die Fahigkeit, Arbeit zu leisten, 

 sie haben ,,kinetische Energie". Hierher ge- 

 horen nicht nur die sichtbaren Bewegungen 

 der Korper, sondern auch die Bewegungeu der 

 kleinsten Teile der Materie und des Aethers. 



a) Sichtbare Bewegung. Die einem 

 Korper infolge seiner sichtbaren Bewegung 

 innewohnende Arbeitsfahigkeit bezeichnet 

 man als kinetische Energie oder auch als 

 lebendige Kraft oder Wucht. Man ge- 

 winnt filr ie einen zahlenmaBigen Ausdruck 

 in der Form el: 



L== y 2 mv 2 , 



wo m die Masse, v die Geschwindigkeit be- 

 deutet. 



Rotierende Korper, Wind, flieBendes 

 Wasser usw. sind Beispiele. Ihre Energie kann 

 zur Leistung von Arbeit benutzt werden. 

 Durch die Arbeitsleistung vermindert sich 

 die Bewegungsgeschwindigkeit der Korper, 

 die Bewegung verlangsamt sich, die kinetische 

 Energie nimmt um den Betrag der geleisteten 

 Arbeit ab. Ivommt der Korper zur Ruhe, so 

 ist seine Arbeitsfahigkeit verbraucht. Die 

 kinetische Energie des Ruhezustandes 

 ist Null. 



/?) Unsichtbare Bewegung (Warme). 

 Den Molekulen der Korper schreiben wir 

 nach der kinetischen Theorie der Materie 

 (siehe diese) eine regellose Bewegung zu, deren 

 Arbeitsfahigkeit die Warmeenergie dar- 

 stellt. In formelmJiBiger Schreibweise kann 

 man fiir die Warmeenergie W setzen: 



W == cm (v 2 ) 



wo c eine Korperkonstante, die spez. Warme, 

 m die Korpermasse und (v 2 ) den Mittelwert 

 der Quadrate der Geschwindigkeiten der 



