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  6. Reibungsarbeit

Reibungsarbeit

Reibungsarbeit wird verrichtet, wenn auf einen bewegten Körper Reibungskräfte wirken und seine Bewegung hemmen. Für die Reibungsarbeit gilt:

W R = F R ⋅ s W R = μ ⋅ F N ⋅ s                            F R        Reibungskraft                            s          zurückgelegter Weg                            μ         Reibungszahl                            F N       Normalkraft (senkrecht auf die Unterlage                                      wirkende Kraft)

Die Reibungsarbeit wird wie die anderen Arten mechanischer Arbeit in den Einheiten ein Newtonmeter (1 Nm) und ein Joule (1 J) gemessen.

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Die Reibungsarbeit ist eine Art der mechanischen Arbeit und wie jede Arbeit eine Prozessgröße. Reibungsarbeit wird z. B. verrichtet, wenn man mit dem Fahrrad rollt, auf Skiern einen Hang hinab gleitet oder ein Auto abgebremst wird.
Die dabei wirkende bewegungshemmende Kraft ist die Reibungskraft. Der zurückgelegte Weg ergibt sich aus der Schnelligkeit der Bewegung des Körpers. Reibungskraft und Weg sind entgegengesetzt gerichtet. Ist die Reibungskraft konstant, so kann die Reibungsarbeit berechnet werden mit den Gleichungen:

W R = F R ⋅ s W R = μ ⋅ F N ⋅ s                            F R        Reibungskraft                            s          zurückgelegter Weg                            μ         Reibungszahl                            F N       Normalkraft (senkrecht auf die Unterlage                                      wirkende Kraft)

Beim Verrichten von Reibungsarbeit wird mechanische Energie in thermische Energie umgewandelt und in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Für den Zusammenhang zwischen der Reibungsarbeit und der Änderung der mechanischen Energie gilt:

W R = Δ E m e c h

Auch beim gleichförmigen Fahren oder beim Beschleunigen eines Fahrzeuges wird Reibungsarbeit verrichtet. Beim gleichförmigen Fahren muss so viel Energie zugeführt werden, wie Reibungsarbeit verrichtet wird. Beim Beschleunigen ist die zugeführte Energie größer als die durch Reibung in Wärme umgewandelte Energie. In diesem Falle wird neben der Reibungsarbeit auch Beschleunigungsarbeit verrichtet.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Reibungsarbeit." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/index.php/schuelerlexikon/physik/artikel/reibungsarbeit (Abgerufen: 21. September 2025, 01:23 UTC)

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Die Wärme ist eine relativ komplizierte physikalische Größe, deren Wesen erst im Laufe vieler Jahrzehnte geklärt werden konnte. Heute kann man klar definieren: Die Wärme gibt an, wie viel thermische Energie von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird.

 Formelzeichen:Q
 Einheit:ein Joule (1 J)

Die Wärme ist wie die mechanische Arbeit eine Prozessgröße, da sie den Prozess der Energieübertragung zwischen Körpern beschreibt.

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist der Energieerhaltungssatz, formuliert für thermodynamische Prozesse. Die heute bekannte mathematische Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik stammt von RUDOLF CLAUSIUS und wurde von ihm um 1850 so formuliert:

Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich der Summe aus der Änderung der inneren Energie des Systems und der von ihm verrichteten mechanischen Arbeit.

Δ U = W + Q Δ U Änderung der inneren Energie des Systems W vom System oder am System verrrichtet mechanische Arbeit (Volumenarbeit) Q vom System aufgenommene oder abgegebene Wärme

Eine andere übliche Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik lautet:
Es ist unmöglich, eine Perpetuum mobile 1. Art zu konstruieren.

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Energieformen und Energieträger

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Um eine Weltraumstation oder einen Satelliten in den Orbit zu bringen, ist eine bestimmte Arbeit im Gravitationsfeld der Erde erforderlich. Darüber hinaus muss der Station oder dem Satelliten eine bestimmte Geschwindigkeit verliehen werden, damit sie sich auf einer stabilen Bahn bewegen. Die Körper besitzen damit potenzielle und kinetische Energie. Arbeit und potenzielle Energie im Gravitationsfeld können mithilfe des Gravitationsgesetzes berechnet werden, die kinetische Energie ergibt sich aus der Masse und der Geschwindigkeit des Körpers.

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