Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1,2 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 20° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.
Arbeitsblatt Arbeit und Energie mit Lösungen
Ein Block mit 1 kg gleitet mit 5 m/s auf einer glatten horizontalen Fläche gegen eine Feder mit der Federkonstante 200 N/m. Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder in cm.
Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 35° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,3. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 14 m entlang der Schräge gerutscht ist.
Ein Block mit 0,5 kg rutscht 10 m eine Schräge mit 30° Neigung hinunter, bei einem Gleitreibungskoeffizienten von 0,35. Bestimme die gegen die Reibung verrichtete Arbeit Wf.
Eine Feder mit der Federkonstante 5000 N/m am Fuß einer Schräge mit 20° Neigung wird durch einen Block mit 0,5 kg um 10 cm zusammengedrückt und losgelassen. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Schräge beträgt 0,15. 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.)
Ein Block mit 2,5 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2 m Länge (μ = 0,3) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 800 N/m). Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, wenn er die Feder erreicht.
Lösungsschlüssel
- 1. v = 1,192 m/s
- 2. x = 35,36 cm
- 3. v = 9,489 m/s
- 4. Wf = 14,87 J
- 5. d = 10,55 m
- 6. v = 6,106 m/s
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