Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 40° 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 Block mit 0,5 kg gleitet mit 3 m/s auf einer glatten horizontalen Fläche gegen eine Feder mit der Federkonstante 1000 N/m. Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder in cm.
Ein Auto mit 1500 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 2° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 300 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.
Eine Kugel mit 10 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 1 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 40° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.
Ein Block mit 0,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 2 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 3 m Länge (μ = 0,15) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 4000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.
Ein Block mit 15 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 25° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 155 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,1. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 6 m die Schräge hinaufbewegt hat.
Lösungsschlüssel
- 1. v = 2,142 m/s
- 2. x = 6,708 cm
- 3. P = 12,2 kW
- 4. T = 144 N
- 5. x = 6,166 cm
- 6. v = 7,974 m/s
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