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 = 1 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1 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 = 1 mθ = 60°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
m = 5 kggh = 32 m

Ein Ball mit 5 kg wird aus der Ruhe aus 32 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 5 kgh = 32 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Mittel
36 km/h4°1200 kg

Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 36 km/h eine Steigung von 4° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 400 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

m = 1200 kgθ = 4°Fr = 400 Nv = 36 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Mittel
30°d = 18 mμ = 0,25

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 30° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,25. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 18 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 30°μ = 0,25d = 18 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
k = 5000 N/m20°μ = 0,32 kg

Eine Feder mit der Federkonstante 5000 N/m am Fuß einer Schräge mit 20° Neigung wird durch einen Block mit 2 kg um 10 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,3. Wie weit d bewegt sich der Block vom Auslösepunkt die Schräge hinauf, bevor er stehen bleibt? (Vernachlässige die kurze Strecke, auf der die Feder schiebt, d. h. nimm Reibung und Schwerkraft über die ganze Strecke d an.)

m = 2 kgk = 5000 N/mx = 10 cmθ = 20°μ = 0,3g = 9,81 m/s²
d = m
6.Schwer
h = 9 mR = 2 mN = ?

Ein Wagen mit 5 kg wird in 9 m Höhe auf einer glatten Bahn aus der Ruhe losgelassen, die in einen senkrechten Looping mit dem Radius 2 m führt. Bestimme die Normalkraft N, die die Bahn am höchsten Punkt des Loopings auf den Wagen ausübt.

m = 5 kgh = 9 mR = 2 mg = 9,81 m/s²
N = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 3,132 m/s
  2. 2. Ek = 1570 J
  3. 3. P = 12,21 kW
  4. 4. v = 10,01 m/s
  5. 5. d = 2,042 m
  6. 6. N = 196,2 N

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