Arbeit vs. Energie: Unterschied und Vergleich

Ein System von Partikeln wird durch viele Funktionen definiert, die in dem System vorhanden sind. Diese Funktionen sind Kraft, Weg, Arbeit, Energie usw.

Eine Funktion kann von einer anderen für das System definierten Funktion abgeleitet sein. Die Funktionen sind so korreliert, dass es schwierig ist, sie zu unterscheiden.

Arbeit und Energie sind zwei solche Skalarfunktionen, die voneinander abhängig sind, sich aber voneinander unterscheiden.

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen ihnen zu kennen, um ein System vollständig und genau zu definieren.

Key Take Away

1. Arbeit ist die Energiemenge, die übertragen wird, wenn eine Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird und es in Richtung der Kraft bewegt, während Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu verrichten.
2. Arbeit ist eine skalare Größe, da sie von der Verschiebung des Objekts abhängt, während Energie je nach Art der betrachteten Energie eine skalare oder vektorielle Größe ist.
3. Die Einheit der Arbeit ist Joule, und die Energie ist ebenfalls Joule, kann aber in anderen Einheiten wie Kalorien oder Elektronenvolt ausgedrückt werden.

Arbeit gegen Energie

In der Physik ist Arbeit ein Maß für die über eine Distanz ausgeübte Kraft und bezeichnet die Anstrengung, eine Bewegung hervorzurufen. In der Physik ist Energie die Gesamtfähigkeit, Arbeit zu verrichten oder Veränderungen einzuleiten, und sie kann in verschiedenen Formen vorliegen, beispielsweise kinetisch, potentiell, thermisch, nuklear und mehr.

An einem Objekt verrichtete Arbeit ist die auf ein Objekt ausgeübte Kraft, die eine Richtungsänderung und Verschiebung des Objekts bewirkt. Die an einem Objekt verrichtete Arbeit kann positiv oder negativ sein, je nach Verhältnis zwischen Kraftrichtung und Verschiebungsrichtung.

Energie ist das Fähigkeit eines zu bearbeitenden Objekts. Sie produzieren bzw erstellen Arbeit in einem System mit einem Objekt. Die Energie eines Objekts ist unabhängig von der Richtung oder der Verschiebung des Objekts. Es gibt viele Arten von Energie, wie chemische, potenzielle und mechanische Energie.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Arbeiten	Energie
Bedeutung	Es ist die Kraft, die auf ein Objekt ausgeübt wird, um eine Richtungsänderung oder eine Verschiebung des Objekts zu bewirken.	Es ist die Fähigkeit, Arbeit zu produzieren oder zu schaffen. Es ist eine Funktion eines Systems.
Etymologie	Es wird seit 1826 verwendet. Es wurde von dem französischen Mathematiker Gaspard-Gustave Coriolis geprägt.	Es leitet sich vom griechischen Wort „Energia“ ab und wird verwendet, seit Aristoteles diesen Begriff im Jahr 4 v.
Anleitung	Die Arbeit ist richtungsabhängig. Wenn die aufgebrachte Kraft in der gleichen Richtung wie die Verschiebungsrichtung ist, dann ist die Arbeit positiv und umgekehrt.	Energie ist richtungsunabhängig, da es sich um eine skalare Größe handelt.
Verschiebung	Angenommen, das Objekt erfährt keine Verschiebung. In diesem Fall gilt die Arbeit des Objekts als Null, auch wenn das Objekt eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat, aber in die Ausgangsposition zurückkehrt.	Die Energie ist nicht vollständig vom Wert der Verschiebung abhängig. Selbst wenn die Verschiebung null ist, ist es also nicht notwendig, dass die aufgebrachte Energie null ist.
Gleichung	Die Gleichung für den Zahlenwert der Arbeit lautet Arbeitskraft x Entfernung.	Es gibt viele Gleichungen, um Energie zu finden, da es viele Arten von Energie gibt, wie elektrische, chemische usw.

Was ist Arbeit?

Verrichtete Arbeit ist die Kraft, die auf ein Objekt ausgeübt wird, um eine Verschiebung und eine Richtungsänderung der Bewegung des Objekts zu bewirken.

Es wird auch verwendet, um die Energie zu messen, die durch die äußere Kraft auf ein Objekt übertragen wird, um eine Zustandsänderung des Objekts zu bewirken.

Die Arbeit an einem Objekt ist richtungsabhängig. Wenn die Richtung der aufgebrachten Kraft die gleiche ist wie die Richtung der verursachten Verschiebung, dann ist die verrichtete Arbeit positiv.

Bei entgegengesetzter Kraftrichtung ist die verrichtete Arbeit negativ.

Die Gleichung der geleisteten Arbeit ist

Arbeit = Kraft x Verschiebung.

Die SI-Einheit der geleisteten Arbeit ist Joule (J), aber man kann auch Nm verwenden. Ein Joule ist definiert als 1 N externe Kraft, die aufgebracht wird, um eine Verschiebung von 1 m zu bewirken.

Beispiel: eine Wand schieben. In diesem Fall ist die geleistete Arbeit Null, da keine Verschiebung stattfindet. Einen Karton von A nach B schieben. Es wird Arbeit geleistet.

Was ist Energie?

Energie ist die Fähigkeit eines Objekts, Arbeit zu leisten, um eine äußere Kraft auf das Objekt zu erzeugen. Die Energie eines Teilchensystems bleibt immer erhalten. Es folgt also dem Energieerhaltungssatz.

Für ein Teilchensystem kann Energie weder erzeugt noch vernichtet werden. Es muss von einer Form zur anderen wechseln. Daher gibt es viele Arten von Energie.

Beispiele: mechanische Energie, chemische Energie und potentielle Energie.

Jede Art von Energie wird verwendet, um die Energie zu definieren, die in verschiedenen Arten von Systemen verwendet wird. Beispiel: Chemische Energie ist die Energie, die durch chemische Veränderungen in der Umgebung gewonnen wird.

Jede Art von Energie hat eine andere Energie Gleichungen.

Die Gleichung für potentielle Energie lautet:
E=mgh
die SI-Einheit für Energie ist ebenfalls J und kann als Nm (Newtonmeter) dargestellt werden.

Hauptunterschiede zwischen Arbeit und Energie

1. Die beiden Begriffe „Arbeit“ und „Energie“ haben unterschiedliche Definitionen. Arbeit ist definiert als die auf ein Objekt ausgeübte Kraft. Die aufgebrachte Kraft sollte eine Richtungsänderung oder Verschiebung des Objekts bewirken; erst dann wird gearbeitet. Andererseits ist Energie die Fähigkeit, Arbeit an einem Objekt zu produzieren oder zu erzeugen. Ein Objekt kann bearbeitet werden.
2. Auch der Ursprung der beiden Wörter ist unterschiedlich. Der Begriff „Energie“ wurde 4 v. Chr. von Aristoteles abgeleitet. Es wurde aus dem griechischen Wort „Energia“ geprägt und wird verwendet, seit der Begriff geprägt wurde. Obwohl Arbeit und Energie eng miteinander verbunden sind, erfolgte die Ableitung der Arbeit erst viel später. Es wurde erstmals 1826 vom französischen Mathematiker Gaspard-Gustave Coriolis geprägt.
3. Energie und Arbeit sind skalare Größen, dh der Betrag ist richtungsunabhängig. Die geleistete Arbeit ist jedoch richtungsabhängig. Wenn die aufgebrachte Kraft in die gleiche Richtung wie die Verschiebungsrichtung des Objekts zeigt, dann ist die geleistete Arbeit positiv und umgekehrt. Hier ist das Ausmaß der geleisteten Arbeit nicht richtungsabhängig, sondern die Arbeit wird erledigt. Energie ist richtungsunabhängig.
4. Für Arbeiten an einem Objekt muss das Objekt verschoben werden. Wenn sich das Objekt um eine bestimmte Distanz bewegt und zu seiner Anfangsposition zurückkehrt, ist die Verschiebung des Objekts null, obwohl die Distanz nicht null ist. Auch in diesem Fall ist die geleistete Arbeit null. Energie ist nicht vollständig von der Verschiebung des Objekts abhängig.
5. Die Gleichung zur Berechnung der Größe der Arbeit lautet:

Arbeit = Kraft x Verschiebung.

Die Energiegleichung unterscheidet sich je nach Energieart. Für potentielle Energie ist die Gleichung E=mgh, während für kinetische Energie die Gleichung E=1/2 kv^2 ist.

Bibliographie

1. https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1286662
2. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19681402006

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023