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
90°L = 0,8 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 90° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,8 mθ = 90°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
80 kgh = 14 mt = 12 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 80 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 12 s um 14 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in W.

m = 80 kgh = 14 mt = 12 sg = 9,81 m/s²
P = W
3.Mittel
35°d = 12 mμ = 0,15

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 35° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 12 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 35°μ = 0,15d = 12 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
35°d = 16 mμ = 0,25

Ein Block mit 1 kg rutscht 16 m eine Schräge mit 35° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,25. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.

m = 1 kgθ = 35°μ = 0,25d = 16 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Schwer
k = 3000 N/m35°μ = 0,15 kg

Eine Feder mit der Federkonstante 3000 N/m am Fuß einer Schräge mit 35° Neigung wird durch einen Block mit 5 kg um 20 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,1. 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 = 35°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
d = m
6.Schwer
h = 2 mL = 2 mμ = 0,2k = 5000 N/m

Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 1 kgh = 2 mL = 2 mμ = 0,2k = 5000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 3,962 m/s
  2. 2. P = 915,6 W
  3. 3. v = 10,3 m/s
  4. 4. Wf = 32,14 J
  5. 5. d = 1,866 m
  6. 6. x = 7,924 cm

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