1.Leicht
Ein Hebezeug hebt eine Last von 400 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 12 s um 11 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.
m = 400 kgh = 11 mt = 12 sg = 9,81 m/s²
P = kW
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
2.Leicht
Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1,2 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 35° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.
L = 1,2 mθ = 35°g = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 40° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 19 m entlang der Schräge gerutscht ist.
θ = 40°μ = 0,15d = 19 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
Ein Auto fährt mit 70 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,8. Bestimme den Bremsweg d.
v = 70 km/hμ = 0,8g = 9,81 m/s²
d = m
5.Schwer
Ein Block mit 0,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 4,5 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 = 2000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
m = 0,5 kgh = 4,5 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 3 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 4000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.
m = 5 kgh = 3 mL = 4 mμ = 0,1k = 4000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
Lösungsschlüssel
- 1. P = 3,597 kW
- 2. v = 2,063 m/s
- 3. v = 14,03 m/s
- 4. d = 24,09 m
- 5. x = 14,09 cm
- 6. v = 7,142 m/s
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