Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Hebezeug hebt eine Last von 400 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 20 s um 14 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

Ein Ball mit 10 kg wird aus der Ruhe aus 24 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Ein Block mit 0,5 kg rutscht 10 m eine Schräge mit 25° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,3. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit W_f.

Ein Auto mit 1500 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 5° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 700 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Eine Feder mit der Federkonstante 1000 N/m am Fuß einer Schräge mit 30° Neigung wird durch einen Block mit 2 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.)

Ein Block mit 10 kg wird auf einer glatten Rampe in 3,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3,5 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.