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
200 kgh = 23 mt = 5 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 200 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 5 s um 23 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

m = 200 kgh = 23 mt = 5 sg = 9,81 m/s²
P = kW
2.Leicht
m = 5 kggh = 3 m

Ein Ball mit 5 kg wird aus der Ruhe aus 3 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 5 kgh = 3 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
0,2 kgk = 500 N/mh = ?

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 500 N/m. Eine Kugel mit 0,2 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 5 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 = 0,2 kgk = 500 N/mx = 5 cmg = 9,81 m/s²
h = m
4.Mittel
90 km/h5°800 kg

Ein Auto mit 800 kg fährt mit konstant 90 km/h eine Steigung von 5° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 800 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

m = 800 kgθ = 5°Fr = 800 Nv = 90 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
5.Schwer
h = 2,5 mL = 4,5 mμ = 0,3k = 1000 N/m

Ein Block mit 0,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4,5 m Länge (μ = 0,3) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

m = 0,5 kgh = 2,5 mL = 4,5 mμ = 0,3k = 1000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 2,5 mL = 2 mμ = 0,15k = 2000 N/m

Ein Block mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,15) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 4 kgh = 2,5 mL = 2 mμ = 0,15k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. P = 9,025 kW
  2. 2. v = 7,672 m/s
  3. 3. h = 0,3186 m
  4. 4. P = 37,1 kW
  5. 5. v = 4,75 m/s
  6. 6. x = 29,38 cm

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