Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 10 kg wird aus der Ruhe aus 2 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 40° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 200 N/m. Eine Kugel mit 0,15 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 10 cm zusammengedrückt und dann losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands und der Federmasse die Höhe h, die die Kugel steigt, gemessen von ihrer Lage bei zusammengedrückter Feder.

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 35° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,4. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 4 m entlang der Schräge gerutscht ist.

Ein Block mit 5 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 35 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,25. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 6 m die Schräge hinaufbewegt hat.

Ein Wagen mit 1 kg wird in 7,8 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 3 m führt. Bestimme die Normalkraft N, die die Bahn am höchsten Punkt des Loopings auf den Wagen ausübt.