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
40°L = 1 m

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.

L = 1 mθ = 40°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
0,5 kgv = 3 m/sk = 1000 N/m

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.

m = 0,5 kgv = 3 m/sk = 1000 N/m
x = cm
3.Mittel
54 km/h2°1500 kg

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.

m = 1500 kgθ = 2°Fr = 300 Nv = 54 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Mittel
40°L = 1 m10 kg

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.

m = 10 kgL = 1 mθ = 40°g = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
h = 2 mL = 3 mμ = 0,15k = 4000 N/m

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.

m = 0,5 kgh = 2 mL = 3 mμ = 0,15k = 4000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Schwer
F = 155 N25°μ = 0,115 kg

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.

m = 15 kgF = 155 Nθ = 25°μ = 0,1d = 6 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 2,142 m/s
  2. 2. x = 6,708 cm
  3. 3. P = 12,2 kW
  4. 4. T = 144 N
  5. 5. x = 6,166 cm
  6. 6. v = 7,974 m/s

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