Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 50° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
Ein Ball mit 5 kg wird aus der Ruhe aus 24 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.
Eine Kugel mit 0,2 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 1000 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 3° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 750 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.
Ein Block mit 8 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 30° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 75 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,3. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 4 m die Schräge hinaufbewegt hat.
Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 1 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2,5 m Länge (μ = 0,2) 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.
Lösungsschlüssel
- 1. v = 4,585 m/s
- 2. v = 21,7 m/s
- 3. T = 4,544 N
- 4. P = 18,95 kW
- 5. v = 3,92 m/s
- 6. v = 3,132 m/s
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