Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen

Ein Hebezeug hebt eine Last von 500 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 45 s um 20 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

Ein Ball mit 4 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.

Ein Auto fährt mit 80 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.

Ein Auto mit 800 kg fährt mit konstant 90 km/h eine Steigung von 5° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 300 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 1,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 4 m Länge (μ = 0,1) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 5000 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

Eine Feder mit der Federkonstante 3000 N/m am Fuß einer Schräge mit 30° Neigung wird durch einen Block mit 3 kg um 20 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,1. 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.)