1.Leicht
Ein Ball mit 10 kg wird aus der Ruhe aus 39 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.
m = 10 kgh = 39 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
2.Leicht
Eine Kiste wird mit einem Seil, das 60° mit der Horizontalen bildet, 20 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 150 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.
F = 150 Nd = 20 mθ = 60°
W = J
3.Mittel
Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 40° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 15 m entlang der Schräge gerutscht ist.
θ = 40°μ = 0,15d = 15 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
Ein Auto mit 800 kg fährt mit konstant 90 km/h eine Steigung von 2° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 800 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.
m = 800 kgθ = 2°Fr = 800 Nv = 90 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
5.Schwer
Ein Block mit 2,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 1,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 1 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
m = 2,5 kgh = 1,5 mL = 1 mμ = 0,1k = 5000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
Ein Block mit 20 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 35° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 230 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,3. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 5 m die Schräge hinaufbewegt hat.
m = 20 kgF = 230 Nθ = 35°μ = 0,3d = 5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
Lösungsschlüssel
- 1. Ek = 3826 J
- 2. W = 1500 J
- 3. v = 12,46 m/s
- 4. P = 26,85 kW
- 5. x = 11,72 cm
- 6. v = 5,884 m/s
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