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
45°L = 3 m

Eine kleine Kugel hängt an einem leichten Faden der Länge 3 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 45° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme unter Vernachlässigung des Luftwiderstands ihre Geschwindigkeit v am tiefsten Punkt.

L = 3 mθ = 45°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Leicht
200 kgh = 13 mt = 5 s

Ein Hebezeug hebt eine Last von 200 kg mit konstanter Geschwindigkeit in 5 s um 13 m an. Bestimme die mittlere Leistung P, die es an die Last abgibt, in kW.

m = 200 kgh = 13 mt = 5 sg = 9,81 m/s²
P = kW
3.Mittel
54 km/h4°1500 kg

Ein Auto mit 1500 kg fährt mit konstant 54 km/h eine Steigung von 4° hinauf. Luft- und Rollwiderstand betragen zusammen 650 N. Bestimme die Leistung P, die die Räder abgeben müssen, in kW.

m = 1500 kgθ = 4°Fr = 650 Nv = 54 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Mittel
45°L = 1,5 m2 kg

Eine Kugel mit 2 kg hängt an einem leichten Faden der Länge 1,5 m. Sie wird ausgelenkt, bis der Faden 45° mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Fadenkraft T, wenn die Kugel den tiefsten Punkt durchläuft.

m = 2 kgL = 1,5 mθ = 45°g = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
F = 40 N15°μ = 0,158 kg

Ein Block mit 8 kg startet aus der Ruhe am Fuß einer Schräge mit 15° Neigung und wird durch eine konstante Kraft von 40 N parallel zur Schräge hinaufgezogen. Der Gleitreibungskoeffizient beträgt 0,15. Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er sich 7 m die Schräge hinaufbewegt hat.

m = 8 kgF = 40 Nθ = 15°μ = 0,15d = 7 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
8 kg5 kgμ = 0,25d = 2 m

Ein Block mit 8 kg liegt auf einem rauen waagerechten Tisch (μ = 0,25). Ein leichter Faden läuft von ihm über eine glatte Rolle an der Tischkante zu einem hängenden Block mit 5 kg. Das System wird aus der Ruhe losgelassen. Bestimme die Geschwindigkeit v der Blöcke, nachdem der hängende Block 2 m gefallen ist.

m1 = 8 kgm2 = 5 kgμ = 0,25d = 2 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 4,152 m/s
  2. 2. P = 5,101 kW
  3. 3. P = 25,15 kW
  4. 4. T = 31,11 N
  5. 5. v = 3,815 m/s
  6. 6. v = 3,009 m/s

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