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Mechanische Energien - Arbeit, Physikübungen
Formen der Arbeit, Arbeit mit Formel, Arbeit und Energie, Kraftwandler - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig)
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Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
Rechne mit
g = 9,81 m/s
2
.
Regel der geltenden/gültigen Ziffern:
Zur Bestimmung der geltenden Ziffern müssen alle Zahlen und Endnullen einer Größe gezählt werden (Alle Vornullen werden nicht gezählt!).
Beispiel:
2 geltende Ziffern 1,3 20 0,013 0,00010
3 geltende Ziffern 123 12,0 1,03 0,100
Suche in der Angabe jeder Aufgabe die Größe mit der kleinsten Anzahl an geltenden Ziffern und gib das Ergebnis mit dieser Anzahl an geltenden Ziffern an. Runde hierfür das Endergebnis.
Beispielaufgabe
Die goldene Regel der Mechanik/Regel für Kraftwandler
Kraftwandler ändern das Produkt aus Kraft und Weg nicht, wenn man die Reibung unberücksichtigt lässt. Durch die Verwendung eines Kraftwandlers wird die aufzuwendende Kraft geringer und der zurück zulegende Weg größer.
F
G
· h = F · s
Beispiele:
Schiefe Ebene, Hebel, Flaschenzug
TIPP
Beispiel-Aufgabe:
Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe. Klicke dazu auf "Hilfe zu dieser Aufgabe" unterhalb der Aufgabe.
Berechne die gesuchte Größe mit der goldene Regel der Mechanik für Kraftwandler. Runde das Ergebnis auf die geltenden Ziffern.
Zwischenschritte aktivieren
Ein Lehrer möchte eine schwere Kiste
m
=
55
kg
auf das Pult
h
=
115
cm
befördern. Da ihm die Kiste zu schwer ist, benutzt er eine schiefe Ebene. Berechne wie lange sein Brett, das als schiefe Ebene dient, sein muss, wenn er eine Kraft von
320
N
aufwenden kann.
Das Brett muss
s
=
m
lang sein.
Notizfeld
Notizfeld
Tastatur
Tastatur für Sonderzeichen
+
-
*
:
/
√
^
∞
<
>
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Stoff zum Thema
Physikalische Arbeit
Durch das Verrichten einer physikalischen Arbeit wird die Gesamtenergie eines System durch das Wirken einer äußeren Kraft verändert.
W = Δ E
Wirkt die Kraft in Richtung der Bewegung, vergrößert sich die Gesamtenergie des Systems und die verrichtete Arbeit ist positiv
W > 0
.
Wirkt die Kraft entgegen der Bewegungsrichtung, verkleinert sich die Gesamtenergie des Systems und die verrichtete Arbeit ist negativ
W < 0
.
Beispiel 1
Wähle die stattfindende Arbeit aus und gib an, ob sich die Energie des Systems vergrößert oder verkleinert hat.
Durch die
?
Reibungsarbeit
Beschleunigungsarbeit
Hubarbeit
der Luft wird die
?
Höhenenergie
kinetische Energie
Spannenergie
des Radfahrers
?
vergrößert
verkleinert
, der Wert der verrichteten Arbeit ist
?
§(negativ
positiv)
.
Beispiel 2
Bei einem Bobrennen wird ein Schlitten
m
=
220
kg
von den Bobfahrern über eine Strecke von
20,0
m
aus dem Stand beschleunigt. Die aufgewandte Schubkraft beträgt
900
N
.
Berechne die erreichte Geschwindigkeit des Schlittens.
Physikalische Arbeit
Wirkt eine Kraft auf einen Körper entlang des Weges, wird an ihm physikalische Arbeit verrichtet.
Formelsymbol
Formel
Einheit
W
F ∙ s
Joule (J)
Beispiel
Ein Kran hebt eine Kiste der Masse
m
=
500
kg
in eine Höhe von
20
m
. Berechne die verrichtete Hubarbeit.
Die goldene Regel der Mechanik/Regel für Kraftwandler
Kraftwandler ändern das Produkt aus Kraft und Weg nicht, wenn man die Reibung unberücksichtigt lässt. Durch die Verwendung eines Kraftwandlers wird die aufzuwendende Kraft geringer und der zurück zulegende Weg größer.
F
G
· h = F · s
Beispiele:
Schiefe Ebene, Hebel, Flaschenzug
Beispiel
Ein Lehrer möchte eine schwere Kiste
m
=
45
kg
auf das Pult
h
=
110
cm
befördern. Da ihm die Kiste zu schwer ist, benutzt er eine schiefe Ebene. Berechne wie lange sein Brett, das als schiefe Ebene dient, sein muss, wenn er eine Kraft von
300
N
aufwenden kann.
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