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
25°L = 3 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 25° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 3 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
2 kgv = 5 m/sk = 200 N/m

Ein Block mit 2 kg gleitet mit 5 m/s auf einer glatten horizontalen Fläche gegen eine Feder mit der Federkonstante 200 N/m. Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder in cm.

m = 2 kgv = 5 m/sk = 200 N/m
x = cm
3.Mittel
50°L = 3 m0,2 kg

Eine Kugel mit 0,2 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 50° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

m = 0,2 kgL = 3 mθ = 50°g = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
30°d = 4 mμ = 0,35

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 30° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,35. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 4 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 30°μ = 0,35d = 4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
k = 5000 N/m30°μ = 0,152 kg

Eine Feder mit der Federkonstante 5000 N/m am Fuß einer Schräge mit 30° Neigung wird durch einen Block mit 2 kg um 8 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,15. 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 = 2 kgk = 5000 N/mx = 8 cmθ = 30°μ = 0,15g = 9,81 m/s²
d = m
6.Schwer
h = 11,2 mR = 4 mv = ?

Ein Wagen mit 5 kg wird in 11,2 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 4 m führt. Bestimme die Geschwindigkeit v des Wagens am höchsten Punkt des Loopings.

m = 5 kgh = 11,2 mR = 4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 2,348 m/s
  2. 2. x = 50 cm
  3. 3. T = 3,364 N
  4. 4. v = 3,931 m/s
  5. 5. d = 1,295 m
  6. 6. v = 7,924 m/s

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