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Oberstufe: Aufgaben zu Arbeit, Leistung und dem Wirkungsgrad III

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1. Ein Pingpongball wird auf eine harte Tischplatte fallen gelassen.
Beobachten und beschreiben Sie die Energieumwandlungen.
Lösung

2. Ein Arbeiter zieht über eine feste Rolle Backsteine 12 m hoch.
Je Ladung befördert er 35 kg Steine und braucht dafür 40 Sekunden.
Berechnen Sie Arbeit und Leistung.
Lösung

3. Wie lange braucht ein Junge, der auf Dauer 60 W leistet, um 200 kg Kohlen 8 m hoch zu ziehen? Lösung

4. Ein Matrose mit der Masse 75 kg behauptet in 30 Sekunden einen 40 m hohen Mast erklimmen zu können.
Welche Leistung müsste er dazu vollbringen?
Kommentieren Sie das Ergebnis.
Lösung

5. Der Motor eines PKW mit der Masse 1200 kg leistet maximal 85 kW.
In welcher Zeit könnte das Fahrzeug theoretisch einen Höhenunterschied von 2000 m bergauf überwinden?
Lösung

6. Was versteht man unter dem Wirkungsgrad einer Maschine? Lösung

7. Welche Lageenergie (Höhenenergie) hat ein Eisenträger ( m = 50 t ) im 4. Stock eines Hauses
( h = 12 m ) gegenüber dem Erdboden?
Lösung

8. Bei welcher Geschwindigkeit hat ein Pkw ( m = 1200 kg ) die Bewegungsenergie 1 MJ? Lösung

9. Ein Ball ( m = 300 g ) wird von einem 25 m hohen Turm mit einem Geschwindigkeitsbetrag v1 = 10 m/s weggeworfen.
Mit welcher Geschwindigkeit v2 erreicht er den Erdboden, wenn man vom Luftwiderstand absieht?
Lösung

10. Ein Auto prallt mit 90 km/h gegen eine feste Mauer.
Aus welcher Höhe müsste es frei herabfallen, um die gleiche zerstörende Energie zu bekommen ?
Lösung

11. Ein Radfahrer kommt mit 8 m/s an einen Abhang, stürzt 4 m hinunter und prallt auf eine Mauer.
Welche Geschwindigkeit hat er kurz vor dem Aufprall?
Lösung

12. Während ein Auto mit der Geschwindigkeit 108 km/h eine Straße mit 70 Steigung aufwärts fährt, kuppelt Fahrer den Motor aus.
Wie weit kommt das Auto dann noch (ohne Reibung)?
Lösung

13. Ein Auto ( m = 1200 kg ) wird von null auf 54 km/h, dann von 54 km/h auf 108 km/h beschleunigt.
Wird jeweils die gleiche Menge Treibstoff benötigt?
Lösung