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Hubarbeit

Allgemeines:
Jeder kennt sich die Formel zur Berechnung der Arbeit, Arbeit ist gleich Kraft mal Weg oder W = F·s
Allgemein gilt; dass wenn eine Kraft F längs einer Strecke s auf einer Körper einwirkt, so bezeichnet man W = F ·s als die Arbeit, die von der Kraft F auf der Strecke s verrichtet wird. Grundsätzlich kann man bei den Formen mechanischer Arbeit die Beschleunigungsarbeit, die Hubarbeit und die Spannarbeit betrachten. Daneben kann man noch die Reibungsarbeit als nicht mechnanische Arbeit untersuchen.
Bei der oben erwähnten Definition W = F·s wird vorausgesetzt, dass die Kraft längs des Weges ist. Für eine genauere Definition von Arbeit sollte aber auch eine andere Bewegungsrichtung der Kraft als längs des Weges betrachtet werden.
 

Hubarbeit:
Mechanische Arbeit wird immer dann verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft bewegt wird. Das Symbol für die physikalische Größe Arbeit ist das "W". Als Einheit wird Joule (J) bzw. Newton-Meter (Nm) verwendet. Dabei gilt 1J = 1Nm.
Nun betrachten wir die Hubarbeit als Form der mechanischen Arbeit: Unter Hubarbeit versteht man die Arbeit, die an einem ruhenden Körper der Masse m verrichtet werden muss, um den Körper in einem homogenen Schwerefeld mit der Gravitationsbeschleunigung g um die Hubhöhe h zu heben.
 

Herleitung der Formel zur Berechnung der Hubarbeit:
Wie bereits in den vorhergegangenen Kapiteln erwähnt, ist die Formel zur Berechnung der Arbeit W = F ·s bzw. W = F ·s·cos(a ), wenn die Kraft nicht längs zu einem Weg wirkt. 

Nun soll ein Körper vom Punkt 1 mit der Höhe h1 zum Punkt 2 mit der Höhe h2 längs des Weges s angehoben werden.
Betrachtet man den die Zusammenhänge, so gilt cos(a) = D h : s. Setzt man dies in die Formel W = F ·s·cos(a ) ein, so erhält man als Ergebnis: W = F·D h. Für die Kraft F gilt allgemein bei der Hubkraft die Gewichtskraft F = m·g (g ist der sogenannte Ortsfaktor, z.B. auf der Erde g = 9,81 m/s2.

So erhält man als allgemeine Formel für die Hubarbeit: W = m·g ·(h2 - h1) , die zu verrichtende Hubarbeit ist nur von der Masse und der Höhendifferenz abhängig. Der Weg, den man zwischen den Punkten 1 und 2 wählt, ist für die Arbeit bedeutungslos.
 

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