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
35°L = 1 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1 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 mθ = 35°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
2 kgv = 4,5 m/sk = 500 N/m

Ein Block mit 2 kg gleitet mit 4,5 m/s auf einer glatten horizontalen Fläche gegen eine Feder mit der Federkonstante 500 N/m. Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder in cm.

m = 2 kgv = 4,5 m/sk = 500 N/m
x = cm
3.Mittel
36 km/h3°1200 kg

Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 36 km/h eine Steigung von 3° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 500 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

m = 1200 kgθ = 3°Fr = 500 Nv = 36 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Mittel
0,15 kgk = 500 N/mh = ?

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 500 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.

m = 0,15 kgk = 500 N/mx = 6 cmg = 9,81 m/s²
h = m
5.Schwer
8 kg2 kgμ = 0,2d = 1,5 m

Ein Block mit 8 kg liegt auf einem rauen waagerechten Tisch (μ = 0,2). Ein leichter Faden läuft von ihm über eine glatte Rolle an der Tischkante zu einem hängenden Block mit 2 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 1,5 m gefallen ist.

m1 = 8 kgm2 = 2 kgμ = 0,2d = 1,5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 1,5 mL = 2 mμ = 0,3k = 2500 N/m

Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 1,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,3) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 5 kgh = 1,5 mL = 2 mμ = 0,3k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 1,884 m/s
  2. 2. x = 28,46 cm
  3. 3. P = 11,16 kW
  4. 4. h = 0,6116 m
  5. 5. v = 1,085 m/s
  6. 6. x = 18,79 cm

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