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
25°L = 1,5 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 1,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 25° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 1,5 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
F = 170 N50°d = 2 m

Eine Kiste wird mit einem Seil, das 50° mit der Horizontalen bildet, 2 m über einen ebenen Boden gezogen. Die Seilkraft beträgt 170 N. Bestimme die Arbeit W, die das Seil an der Kiste verrichtet.

F = 170 Nd = 2 mθ = 50°
W = J
3.Mittel
40°d = 14 mμ = 0,2

Ein Block gleitet aus der Ruhe eine Schräge mit 40° Neigung hinunter. Der Gleitreibungskoeffizient ist 0,2. Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem er 14 m entlang der Schräge gerutscht ist.

θ = 40°μ = 0,2d = 14 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
80 km/h

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 0,7. Bestimme den Bremsweg d.

v = 80 km/hμ = 0,7g = 9,81 m/s²
d = m
5.Schwer
F = 130 N15°μ = 0,320 kg

Ein Block mit 20 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 130 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,3. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 7 m die Schräge hinaufbewegt hat.

m = 20 kgF = 130 Nθ = 15°μ = 0,3d = 7 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
h = 2,5 mL = 2,5 mμ = 0,2k = 1500 N/m

Ein Block mit 1 kg wird auf einer glatten Rampe in 2,5 m Höhe aus der Ruhe losgelassen. Unten überquert er einen rauen, waagerechten Streifen von 2,5 m Länge (μ = 0,2) und läuft dann auf einer glatten Fläche gegen eine Feder (k = 1500 N/m). Bestimme die maximale Zusammendrückung x der Feder.

m = 1 kgh = 2,5 mL = 2,5 mμ = 0,2k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 1,661 m/s
  2. 2. W = 218,5 J
  3. 3. v = 11,6 m/s
  4. 4. d = 35,96 m
  5. 5. v = 3,957 m/s
  6. 6. x = 16,17 cm

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