Aufgaben zur kinetischen Energie Aufgabe 1 Ein Körper bewegt

Aufgaben zur kinetischen Energie
Aufgabe 1
Ein Körper bewegt sich reibungsfrei aus eine Höhe von 2,0 m herab. Welche Geschwindigkeit kann
er unten maximal erreichen? (6,26 m/s)
Aufgabe 2
Ein Schlitten der Masse 60 kg startet aus der Ruhe von einem Hügel aus 5 m Höhe und erreicht
den Fuß des Hügels mit einer Geschwindigkeit von 6 ms-1.
Welchen Betrag an Energie hat er durch Reibung usw. verloren? (1863J)
Aufgabe 3
Ein Auto (Masse 900kg) nähert sich mit konstanter Geschwindigkeit von 90 km/h einer Steigung,
als der Motor ausfällt. Wie lang darf der Anstieg (Steigungswinkel 8°) höchstens sein, damit das
Auto das obere Ende der Steigung gerade noch erreichen kann? (229m)
Welche Geschwindigkeit hat das Auto, wenn es die ersten 200m der Steigung zurückgelegt hat?
(8,9 m/s)
Aufgabe 4
Welchen Höhenunterschied müsste das Wasser, das in einem Wasserkraftwerk zur
Energie“erzeugung“ ein Gefälle hinunterrauscht, zurücklegen, damit die Energie ausreicht, um das
Wasser zu verdampfen? (Verlustfrei und mit konstantem g rechnen! 262,23km)
Aufgabe 5
Zum Beseitigen baufälliger Mauern werden oft sogenannte Abrissbirnen verwendet. Das sind
kleine, massereiche Körper, die an einem Stahlseil hängen. Sie werden ausgelenkt und schlagen
nach dem Freigeben gegen die zu zerstörende Mauer.
Eine solche Abrissbirne mit der Masse 520 kg hängt an einem 6,80 m langen Seil mit
vernachlässigbarer Masse. Das Seil wird um Alpha = 34° ausgelenkt. Aus diesem Zustand heraus
wird die Birne freigegeben und stößt nach Durchlaufen ihrer tiefsten Lage gegen die 0,58 m davon
entfernte Mauer. Die Bahn der Birne liegt in einer Ebene senkrecht zur Mauer. Die Birne darf als
Massenpunkt angesehen werden.
a) Fertige eine Zeichnung des Ablaufs an
b) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und die kinetische Energie der Abrissbirne in ihrer tiefsten
Lage. (4,78 m/s, 5940,6J)
c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und die kinetische Energie der Abrissbirne beim Stoß auf
die Mauer. (5814,2J; 4,73 m/s)