Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 30° mit der Horizontalen bildet, 11 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 180 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

Ein Ball mit 0,5 kg wird aus der Ruhe aus 34 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Ein Auto mit 800 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 3° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 450 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Eine Kugel mit 0,5 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 0,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 90° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

Eine Feder mit der Federkonstante 5000 N/m am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung wird durch einen Block mit 3 kg um 20 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,3. 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.)

Ein Block mit 10 kg wird auf einer glatten Rampe in 3 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.