Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Hebezeug hebt eine Last von 200 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 15 s um 23 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

Ein Ball mit 5 kg wird aus der Ruhe aus 19 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 36 km/h eine Steigung von 2° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 450 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Ein Spielzeugwerfer hat eine senkrechte Feder mit der Federkonstante 2000 N/m. Eine Kugel mit 0,2 kg wird daraufgelegt, die Feder wird um 2 cm zusammengedrückt und dann losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands und der Federmasse die Höhe h, die die Kugel steigt, gemessen von ihrer Lage bei zusammengedrückter Feder.

Ein Block mit 5 kg wird auf einer glatten Rampe in 3 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

Ein Block mit 20 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 30° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 165 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,1. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 4 m die Schräge hinaufbewegt hat.