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
F = 140 N15°d = 2 m

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 15° mit der Horizontalen bildet, 2 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 140 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

F = 140 Nd = 2 mθ = 15°
W = J
3.Mittel
25°d = 20 mμ = 0,15

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 25° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 20 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 25°μ = 0,15d = 20 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
100 km/h

Ein Auto fährt mit 100 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 = 100 km/hμ = 0,6g = 9,81 m/s²
d = m
5.Schwer
F = 65 N25°μ = 0,158 kg

Ein Block mit 8 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 25° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 65 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,15. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 2 m die Schräge hinaufbewegt hat.

m = 8 kgF = 65 Nθ = 25°μ = 0,15d = 2 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
k = 3000 N/m15°μ = 0,25 kg

Eine Feder mit der Federkonstante 3000 N/m am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung wird durch einen Block mit 5 kg um 20 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,2. 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 = 5 kgk = 3000 N/mx = 20 cmθ = 15°μ = 0,2g = 9,81 m/s²
d = m

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 3,593 m/s
  2. 2. W = 270,5 J
  3. 3. v = 10,61 m/s
  4. 4. d = 65,55 m
  5. 5. v = 3,253 m/s
  6. 6. d = 2,706 m

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