1.Leicht
Ein Hebezeug hebt eine Last von 200 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 20 s um 3 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in W.
m = 200 kgh = 3 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 90° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.
L = 1 mθ = 90°g = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
Eine Kugel mit 1 kg 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 die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.
m = 1 kgL = 1 mθ = 60°g = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
Ein Block mit 10 kg rutscht 19 m eine Schräge mit 20° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,1. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.
m = 10 kgθ = 20°μ = 0,1d = 19 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Schwer
Ein Block mit 10 kg wird auf einer glatten Rampe in 4 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2,5 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.
m = 10 kgh = 4 mL = 2,5 mμ = 0,1k = 1000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
Ein Block mit 10 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 1 m Länge (μ = 0,3) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
m = 10 kgh = 2,5 mL = 1 mμ = 0,3k = 1000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
Lösungsschlüssel
- 1. P = 294,3 W
- 2. v = 4,429 m/s
- 3. T = 19,62 N
- 4. Wf = 175,1 J
- 5. v = 8,578 m/s
- 6. x = 65,7 cm
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