1.Leicht
Ein Hebezeug hebt eine Last von 80 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 20 s um 7 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in W.
m = 80 kgh = 7 mt = 20 sg = 9,81 m/s²
P = W
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
2.Leicht
Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 60° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.
L = 1 mθ = 60°g = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
Ein Auto fährt mit 70 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,4. Bestimme den Bremsweg d.
v = 70 km/hμ = 0,4g = 9,81 m/s²
d = m
4.Mittel
Eine Kugel mit 0,2 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 3 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.
m = 0,2 kgL = 3 mθ = 70°g = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
Ein Block mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3,5 m Länge (μ = 0,3) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
m = 4 kgh = 2 mL = 3,5 mμ = 0,3k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 3,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 800 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
m = 1 kgh = 3,5 mL = 2 mμ = 0,25k = 800 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
Lösungsschlüssel
- 1. P = 274,7 W
- 2. v = 3,132 m/s
- 3. d = 48,18 m
- 4. T = 4,544 N
- 5. x = 17,27 cm
- 6. x = 27,12 cm
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