Aufgabenblatt zur Energie

Grundkurskurs Physik 11/1
Aufgabensammlung zu Energieformen
(Ergebnisse in Klammern)
14.01.2009
Aufgabe 1:
Ein Körper (m = 25 kg) wird eine 5 m Lange schiefe Ebene (Steigungswinkel 300) hinauf gezogen.
a) Wie groß ist die Hubarbeit?
b) Wie groß müsste eine horizontal angreifende Zugkraft sein, wenn von der Reibung abgesehen
werden kann ?
Aufgabe 2:
Eine Schraubenfeder wird durch eine Kraft F = 0,6 N um s = 3,5 cm gedehnt. Wie groß ist die
Spannarbeit, um die Feder um weitere 7 cm auszuziehen ?
Aufgabe 3:
Der Boden eines quaderförmigen Pumpspeichersees (l = 60 m, b = 35 m, Wassertiefe t = 6,4 m)
liegt 72 m über dem Kraftwerk. Berechnen Sie die im Wasser enthaltene potentielle Energie.
Aufgabe 4:
Eine Kraft F = 30 N beschleunigt einen Körper (m = 2 kg) aus der Ruhe auf einer Strecke von 3 m
auf ebener reibungsloser Unterlage. Dann ändert die Kraft ihren Betrag auf F = 15 N und wirkt
weitere 2 m.
a) Welche kinetische Energie besitzt der Körper am Ende des Vorgangs ?
b) Wie groß ist dann seine Geschwindigkeit ?
Aufgabe 5:
Ein Wagen (m = 0,32 kg) rollt eine schiefe Ebene (Steigungswinkel 300) herab.
a) Welche Geschwindigkeit v1 und v2 hat er nach Durchlaufen der Strecken s1 = 15 cm bzw.
= 65 cm erreicht ?
b) Wie groß ist der Zuwachs an kinetischer Energie von s1 nach s2 ?
s2
Aufgabe 6:
Ein Kraftwagen (m = 800 kg) prallt mit der Geschwindigkeit v = 60 km/h gegen eine feste
unnachgiebige Mauer.
a) Wie groß ist seine kinetische Energie ?
b) Aus welcher Höhe müsste das Auto frei fallen, um beim Auftreffen auf dem Boden die gleiche
kinetische Energie zu entwickeln ?
Aufgabe 7:
Ein Fahrbahnwagen (m = 0,5 kg) wird längs einer horizontalen Strecke s = 1 m durch Wägestücke
mW , die auf dem Auflageteller (mt = 5 g) gelegt werden, beschleunigt.
mW in g
20
30
40
50
t in ms
15,12
12,54
11,38
10,09
Am Ende der Strecke misst ein Kurzzeitmesser die Zeit t, während der s = 1,45 cm breite
Schirm des Wagens die Lichtschranke durchläuft. Berechnen Sie für jeden Versuch
a) die Hubarbeit von Wägestück und Auflageteller
b) die kinetische Energie am Ende der Strecke
und vergleichen Sie.
Aufgabe 8:
Ein Pendel der Länge l = 95 cm wird um 15 cm angehoben und dann losgelassen. Im tiefsten
Punkt der Bahn wird der Pendelkörper (m = 150 g) durch eine Rasierklinge vom Faden getrennt
und fällt auf den 1,6 m tiefer liegenden Boden.
a) Wo trifft der Körper auf ?
b) Welche Geschwindigkeit (insgesamt und horizontal) besitzt er beim Auftreffen auf dem Boden ?