Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Hebezeug hebt eine Last von 80 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 15 s um 17 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in W.

Ein Ball mit 10 kg wird aus der Ruhe aus 12 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 30° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,3. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 11 m entlang der Schräge gerutscht ist.

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 1000 N/m. Eine Kugel mit 0,25 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 mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 4 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 = 4000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

Ein Wagen mit 1 kg wird in 9 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 2 m führt. Bestimme die Geschwindigkeit v des Wagens am höchsten Punkt des Loopings.