Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 1 kg wird aus der Ruhe aus 31 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 1,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 50° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

Ein Block mit 1 kg rutscht 10 m eine Schräge mit 15° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,1. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit W_f.

Ein Block mit 5 kg rutscht 8 m eine Schräge mit 45° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,35. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit W_f.

Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2,5 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

Eine Feder mit der Federkonstante 500 N/m am Fuß einer Schräge mit 40° Neigung wird durch einen Block mit 3 kg um 20 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,3. 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.)