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
70°L = 1 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 70° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 1 mθ = 70°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
m = 10 kggh = 23 m

Ein Ball mit 10 kg wird aus der Ruhe aus 23 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 10 kgh = 23 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
20°d = 12 mμ = 0,2

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 20° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,2. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 12 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 20°μ = 0,2d = 12 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
110 km/h

Ein Auto fährt mit 110 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,6. Bestimme den Bremsweg d.

v = 110 km/hμ = 0,6g = 9,81 m/s²
d = m
5.Schwer
k = 500 N/m35°μ = 0,12 kg

Eine Feder mit der Federkonstante 500 N/m am Fuß einer Schräge mit 35° Neigung wird durch einen Block mit 2 kg um 15 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,1. Wie weit d bewegt sich der Block vom Auslösepunkt die Schräge hinauf, bevor er stehen bleibt? (Vernachlässige die kurze Strecke, auf der die Feder schiebt, d. h. nimm Reibung und Schwerkraft über die ganze Strecke d an.)

m = 2 kgk = 500 N/mx = 15 cmθ = 35°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
d = m
6.Schwer
h = 3,5 mL = 1,5 mμ = 0,2k = 800 N/m

Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 3,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 1,5 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 800 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 5 kgh = 3,5 mL = 1,5 mμ = 0,2k = 800 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 3,593 m/s
  2. 2. v = 21,24 m/s
  3. 3. v = 6,023 m/s
  4. 4. d = 79,31 m
  5. 5. d = 0,4374 m
  6. 6. x = 62,64 cm

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