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
30°L = 0,8 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 30° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,8 mθ = 30°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
400 kgh = 7 mt = 10 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 400 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 10 s um 7 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

m = 400 kgh = 7 mt = 10 sg = 9,81 m/s²
P = kW
3.Mittel
40°d = 5 mμ = 0,15

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 40° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 5 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 40°μ = 0,15d = 5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
35°d = 10 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 10 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 35°μ = 0,15d = 10 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
F = 145 N25°μ = 0,220 kg

Ein Block mit 20 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 25° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 145 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,2. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 8 m die Schräge hinaufbewegt hat.

m = 20 kgF = 145 Nθ = 25°μ = 0,2d = 8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 2 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 4000 N/m

Ein Block mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4,5 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 4000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 4 kgh = 2 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 4000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 1,45 m/s
  2. 2. P = 2,747 kW
  3. 3. v = 7,196 m/s
  4. 4. v = 9,404 m/s
  5. 5. v = 4,606 m/s
  6. 6. x = 17,44 cm

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