Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Arbeit und Energie zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
20°L = 0,8 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 20° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,8 mθ = 20°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
4 kgv = 6 m/sk = 1000 N/m

Ein Block mit 4 kg gleitet mit 6 m/s auf einer glatten horizontalen Fläche gegen eine Feder mit der Federkonstante 1000 N/m. Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder in cm.

m = 4 kgv = 6 m/sk = 1000 N/m
x = cm
3.Mittel
25°d = 8 mμ = 0,1

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 25° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,1. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 8 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 25°μ = 0,1d = 8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
45°L = 1 m5 kg

Eine Kugel mit 5 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 1 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 45° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

m = 5 kgL = 1 mθ = 45°g = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
h = 17,5 mR = 5 mv = ?

Ein Wagen mit 1 kg wird in 17,5 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 5 m führt. Bestimme die Geschwindigkeit v des Wagens am höchsten Punkt des Loopings.

m = 1 kgh = 17,5 mR = 5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 2 mL = 3 mμ = 0,25k = 1500 N/m

Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 1 kgh = 2 mL = 3 mμ = 0,25k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 0,9729 m/s
  2. 2. x = 37,95 cm
  3. 3. v = 7,219 m/s
  4. 4. T = 77,78 N
  5. 5. v = 12,13 m/s
  6. 6. x = 12,79 cm

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