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
25°L = 0,5 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 25° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,5 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
m = 4 kggh = 7 m

Ein Ball mit 4 kg wird aus der Ruhe aus 7 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 4 kgh = 7 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Mittel
45°d = 6 mμ = 0,15

Ein Block mit 4 kg rutscht 6 m eine Schräge mit 45° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,15. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.

m = 4 kgθ = 45°μ = 0,15d = 6 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Mittel
0,1 kgk = 400 N/mh = ?

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 400 N/m. Eine Kugel mit 0,1 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 8 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 = 0,1 kgk = 400 N/mx = 8 cmg = 9,81 m/s²
h = m
5.Schwer
h = 5 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 500 N/m

Ein Block mit 0,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 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 = 500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 0,5 kgh = 5 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
4 kg5 kgμ = 0,15d = 2 m

Ein Block mit 4 kg liegt auf einem rauen waagerechten Tisch (μ = 0,15). Ein leichter Faden läuft von ihm über eine glatte Rolle an der Tischkante zu einem hängenden Block mit 5 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 2 m gefallen ist.

m1 = 4 kgm2 = 5 kgμ = 0,15d = 2 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 0,9587 m/s
  2. 2. Ek = 274,7 J
  3. 3. Wf = 24,97 J
  4. 4. h = 1,305 m
  5. 5. x = 29,88 cm
  6. 6. v = 4,38 m/s

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