Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Arbeit und Energie zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
70°L = 1,2 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1,2 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 70° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 1,2 mθ = 70°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
400 kgh = 3 mt = 5 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 400 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 5 s um 3 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

m = 400 kgh = 3 mt = 5 sg = 9,81 m/s²
P = kW
3.Mittel
35°d = 13 mμ = 0,4

Ein Block mit 5 kg rutscht 13 m eine Schräge mit 35° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,4. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.

m = 5 kgθ = 35°μ = 0,4d = 13 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Mittel
40°d = 10 mμ = 0,25

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 40° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,25. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 10 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 40°μ = 0,25d = 10 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
h = 2,5 mL = 5 mμ = 0,15k = 500 N/m

Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 5 m Länge (μ = 0,15) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 5 kgh = 2,5 mL = 5 mμ = 0,15k = 500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
h = 5 mL = 3,5 mμ = 0,25k = 5000 N/m

Ein Block mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3,5 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

m = 4 kgh = 5 mL = 3,5 mμ = 0,25k = 5000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 3,936 m/s
  2. 2. P = 2,354 kW
  3. 3. Wf = 208,9 J
  4. 4. v = 9,41 m/s
  5. 5. x = 58,6 cm
  6. 6. v = 8,996 m/s

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