Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 2,5 kg wird aus der Ruhe aus 15 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Ein Block mit 2 kg gleitet mit 1 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.

Ein Block mit 2,5 kg rutscht 6 m eine Schräge mit 25° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,15. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit W_f.

Eine Kugel mit 5 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 70° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

Eine Feder mit der Federkonstante 1000 N/m am Fuß einer Schräge mit 40° Neigung wird durch einen Block mit 1 kg um 12 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,2. Wie weit d bewegt sich der Block vom Auslösepunkt die Schräge hinauf, bevor er stehen bleibt? (Vernachlässige die kurze Strecke, auf der die Feder schiebt, d. h. nimm Reibung und Schwerkraft über die ganze Strecke d an.)

Ein Block mit 5 kg liegt auf einem rauen waagerechten Tisch (μ = 0,1). Ein leichter Faden läuft von ihm über eine glatte Rolle an der Tischkante zu einem hängenden Block mit 3 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 2,5 m gefallen ist.