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
60°L = 0,5 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 60° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,5 mθ = 60°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
m = 4 kggh = 37 m

Ein Ball mit 4 kg wird aus der Ruhe aus 37 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 4 kgh = 37 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Mittel
45°L = 3 m0,5 kg

Eine Kugel mit 0,5 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 45° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

m = 0,5 kgL = 3 mθ = 45°g = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
54 km/h8°2000 kg

Ein Auto mit 2000 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 8° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 550 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

m = 2000 kgθ = 8°Fr = 550 Nv = 54 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
5.Schwer
h = 3,5 mL = 2 mμ = 0,25k = 1000 N/m

Ein Block mit 4 kg wird auf einer glatten Rampe in 3,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 4 kgh = 3,5 mL = 2 mμ = 0,25k = 1000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
10 kg6 kgμ = 0,2d = 2,5 m

Ein Block mit 10 kg liegt auf einem rauen waagerechten Tisch (μ = 0,2). Ein leichter Faden läuft von ihm über eine glatte Rolle an der Tischkante zu einem hängenden Block mit 6 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 2,5 m gefallen ist.

m1 = 10 kgm2 = 6 kgμ = 0,2d = 2,5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 2,215 m/s
  2. 2. v = 26,94 m/s
  3. 3. T = 7,778 N
  4. 4. P = 49,21 kW
  5. 5. x = 48,52 cm
  6. 6. v = 3,502 m/s

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