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.
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
Ein Ball mit 0,5 kg wird aus der Ruhe aus 16 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.
Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 90 km/h eine Steigung von 2° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 200 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.
Ein Block mit 2 kg rutscht 12 m eine Schräge mit 20° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,25. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.
Ein Block mit 5 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 30° 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 4 m die Schräge hinaufbewegt hat.
Ein Wagen mit 2 kg wird in 8 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 2,5 m führt. Bestimme die Normalkraft N, die die Bahn am höchsten Punkt des Loopings auf den Wagen ausübt.
Lösungsschlüssel
- 1. v = 2,348 m/s
- 2. Ek = 78,48 J
- 3. P = 15,27 kW
- 4. Wf = 55,31 J
- 5. v = 7,387 m/s
- 6. N = 27,47 N
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