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.
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
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.
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.
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.
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.
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.
Lösungsschlüssel
- 1. v = 1,884 m/s
- 2. x = 28,46 cm
- 3. P = 11,16 kW
- 4. h = 0,6116 m
- 5. v = 1,085 m/s
- 6. x = 18,79 cm
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