Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 15° mit der Horizontalen bildet, 2 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 80 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

Ein Ball mit 5 kg wird aus der Ruhe aus 9 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Eine Kugel mit 2 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 0,5 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.

Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 90 km/h eine Steigung von 6° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 200 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Ein Block mit 2 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 = 0,15) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

Eine Feder mit der Federkonstante 3000 N/m am Fuß einer Schräge mit 20° Neigung wird durch einen Block mit 0,5 kg um 10 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,1. 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.)