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
80 kgh = 20 mt = 15 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 80 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 15 s um 20 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

m = 80 kgh = 20 mt = 15 sg = 9,81 m/s²
P = kW
2.Leicht
m = 2,5 kggh = 30 m

Ein Ball mit 2,5 kg wird aus der Ruhe aus 30 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 2,5 kgh = 30 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Mittel
0,2 kgk = 400 N/mh = ?

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 400 N/m. Eine Kugel mit 0,2 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 5 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.

m = 0,2 kgk = 400 N/mx = 5 cmg = 9,81 m/s²
h = m
4.Mittel
90 km/h

Ein Auto fährt mit 90 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,7. Bestimme den Bremsweg d.

v = 90 km/hμ = 0,7g = 9,81 m/s²
d = m
5.Schwer
h = 2,5 mL = 5 mμ = 0,2k = 2000 N/m

Ein Block mit 1 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 = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 1 kgh = 2,5 mL = 5 mμ = 0,2k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
h = 1,5 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 1500 N/m

Ein Block mit 2 kg wird auf einer glatten Rampe in 1,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4,5 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1500 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

m = 2 kgh = 1,5 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. P = 1,046 kW
  2. 2. Ek = 735,8 J
  3. 3. h = 0,2548 m
  4. 4. d = 45,51 m
  5. 5. x = 12,13 cm
  6. 6. v = 4,539 m/s

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