Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 1 kg wird aus der Ruhe aus 16 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine Geschwindigkeit v kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 20° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

Ein Auto fährt mit 120 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,7. Bestimme den Bremsweg d.

Ein Block mit 2,5 kg rutscht 5 m eine Schräge mit 35° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,15. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit W_f.

Ein Block mit 2 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 35° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 25 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,3. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 7 m die Schräge hinaufbewegt hat.

Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4 m Länge (μ = 0,25) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 4000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.