Beschleunigungsarbeit

Die Beschleunigungsarbeit bezeichnet die Energie, die erforderlich ist, um eine Masse aus einem Ruhezustand oder einer gleichförmigen Bewegung in eine beschleunigte Bewegung zu versetzen. Sie ist eng mit dem physikalischen Konzept der Beschleunigung ${\displaystyle a}$ verbunden, beschreibt jedoch speziell die energetische Komponente, die bei der Überwindung von Trägheitskräften aufgebracht werden muss. Im medizinischen Kontext spielt die Beschleunigungsarbeit insbesondere bei der Herzarbeit eine zentrale Rolle.

Folgende Abgrenzung zur Beschleunigung gilt:

• Beschleunigung (a): Eine vektorielle Größe, die die Änderung der Geschwindigkeit v eines Körpers pro Zeiteinheit beschreibt (${\displaystyle a={\Delta v}/{\Delta t}}$).
• Beschleunigungsarbeit: Eine skalare Größe, die den energetischen Aufwand beschreibt, um die Masse in Bewegung zu versetzen.

Die Beschleunigungsarbeit ist eine Form der mechanischen Arbeit, die durch die folgende Gleichung beschrieben wird:

${\displaystyle W=\int F*ds}$

In der speziellen Situation einer konstanten Beschleunigung a und einer Masse m, die in Bewegung gesetzt wird, kann dies vereinfacht werden zu:

${\displaystyle W={\frac {1}{2}}*m*v^{2}}$

Dabei ist v die Endgeschwindigkeit der Masse nach der Beschleunigung. Die Arbeit wird durch die kinetische Energie beschrieben, die der Masse zugeführt wird.

Im menschlichen Körper ist die Beschleunigungsarbeit ein zentraler Aspekt bei zahlreichen physiologischen Prozessen, insbesondere bei der Bewegung von Flüssigkeiten und Geweben. Ein Beispiel ist die Herzarbeit, bei der das Herz nicht nur Druckarbeit zur Überwindung des Widerstands in den Blutgefäßen leistet, sondern auch Beschleunigungsarbeit, um das Blut in den Kreislauf zu befördern und so eine Zirkulation zu bewirken.