Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 2 kg wird aus der Ruhe aus 39 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 25° mit der Horizontalen bildet, 7 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 100 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

Ein Auto mit 1000 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 6° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 700 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 1500 N/m. Eine Kugel mit 0,15 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 6 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.

Ein Wagen mit 2 kg wird in 17,5 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 5 m führt. Bestimme die Normalkraft N, die die Bahn am höchsten Punkt des Loopings auf den Wagen ausübt.

Ein Block mit 20 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 100 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,1. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 8 m die Schräge hinaufbewegt hat.