Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Ball mit 1 kg wird aus der Ruhe aus 31 m Höhe fallen gelassen. Vernachlässige den Luftwiderstand. Bestimme seine kinetische Energie E_k kurz vor dem Aufprall auf den Boden.

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 35° mit der Horizontalen bildet, 8 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 150 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

Ein Auto mit 2000 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 2° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 800 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 15° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,15. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 8 m entlang der Schräge gerutscht ist.

Ein Block mit 2,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 1 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 2000 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.

Eine Feder mit der Federkonstante 5000 N/m am Fuß einer Schräge mit 40° Neigung wird durch einen Block mit 1 kg um 5 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,25. 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.)