Joule in Newton umrechnen - eine Anleitung

Newton und die Arbeit

• Der Begriff „Arbeit“ beschreibt in der Physik ganz allgemein einen Vorgang, bei dem auf einem Weg eine bestimmte Kraft aufgewendet werden muss. Die Einheit für Arbeit ist Newtonmeter (kurz: Nm). Sie ergibt sich aus dem Produkt von Kraft (F) und Weg (s) und kann in verschiedenen Formen auftreten.
• Die Beschleunigungs- und Hubarbeiten gehören zur mechanischen Arbeit. Beim Losfahren mit dem Auto findet eine Beschleunigung statt; hebt ein Kran Bausteine in die Höhe, so verrichtet er Hubarbeit.
• Die Spannarbeit gehört ebenfalls zu der mechanischen Arbeit. Sie ist auch unter dem Begriff Verformungsarbeit bekannt, und wie der Name schon sagt, wird bei dieser Arbeitsform ein Körper (z. B. eine Feder) verformt. Beim Ziehen eines Schlittens muss Kraft für die Bewegung aufgewendet werden. Schlitten und Boden reiben dabei aneinander. Deshalb ist bei diesem Beispiel von der sogenannten Reibungsarbeit die Rede.

Joule - Arbeit wird in Energie umgewandelt

• Um Arbeit verrichten zu können, werden also Kräfte benötigt, und um diese wiederum freisetzen zu können, ist Energie nötig. Das Formelzeichen von Energie ist E und die Einheit, in der sie angegeben wird, ist Joule (kurz: J). Die Bezeichnung Joule stammt von dem britischen Physiker James Prescott Joule, der die Verbindung zwischen mechanischer Arbeit und Wärmemenge erforschte.
• Es gibt verschiedene Arten von Energien, die bei der Verrichtung von Arbeit auftreten. Bei dem losfahrenden Auto wird die Arbeit zur Beschleunigungsenergie. Der Kran, der die Bausteine hochhebt und diese somit in eine neue Lage bringt, verrichtet Hubarbeit, welche dann zur sogenannten Lageenergie wird. Die Verformungsarbeit wird zur Spannenergie und die Reibungsarbeit wird schließlich zur Wärmeenergie. Dies ist mit dem Beispiel des Händereibens gut zu verdeutlichen. An kalten Tagen werden die Hände häufig warm gerieben.
• Energie wird also bei der Verrichtung von Arbeit nie vernichtet oder vermehrt. Sie nimmt lediglich eine andere Form an.

Umrechnung - Joule in Newton

• Die Formel zur Berechnung der Arbeit lautet also: Arbeit (W) = Kraft (F) x Weg (s)
• Die Einheiten der einzelnen Größen sind: Newtonmeter (W) = Newton (F) x Meter (s)
• Wenn man einen Körper um 1 Meter mit einer Kraft von 1 Newton hochhebt, wird eine Arbeit von 1 Newtonmeter verrichtet. 1 Newtonmeter ist gleich 1 Joule. Um aber Energie (E) und Arbeit (W) auseinanderhalten zu können, wird Energie in Joule und Arbeit in Newtonmeter wiedergegeben.