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
35°L = 0,8 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 0,8 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 35° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 0,8 mθ = 35°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
m = 1 kggh = 15 m

Ein Ball mit 1 kg wird aus der Ruhe aus 15 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie Ek kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

m = 1 kgh = 15 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Mittel
40 km/h

Ein Auto fährt mit 40 km/h auf einer ebenen Straße, bremst stark und rutscht mit blockierten Rädern bis zum Stillstand. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,6. Bestimme den Bremsweg d.

v = 40 km/hμ = 0,6g = 9,81 m/s²
d = m
4.Mittel
30°d = 17 mμ = 0,1

Ein Block mit 0,5 kg rutscht 17 m eine Schräge mit 30° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,1. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.

m = 0,5 kgθ = 30°μ = 0,1d = 17 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Schwer
5 kg2 kgμ = 0,2d = 1 m

Ein Block mit 5 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 2 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 1 m gefallen ist.

m1 = 5 kgm2 = 2 kgμ = 0,2d = 1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 3,5 mL = 5 mμ = 0,2k = 5000 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 5 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 4 kgh = 3,5 mL = 5 mμ = 0,2k = 5000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 1,685 m/s
  2. 2. Ek = 147,2 J
  3. 3. d = 10,49 m
  4. 4. Wf = 7,221 J
  5. 5. v = 1,674 m/s
  6. 6. x = 19,81 cm

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