Eine Kiste mit der Masse $m = 5 \text{ kg}$ wird vom Boden auf einen 70 cm hohen Absatz gehoben. Bestimmen Sie die potentielle Energie der Kiste nach dem Anheben.
Für das Schieben eines Autos wird insgesamt eine Kraft von $F = 2500 \text{ N}$ aufgewendet. Das Auto muss über eine Strecke von 25 m geschoben werden. Berechnen Sie die dafür notwendige Arbeit.
Ein Gast eines Freibades springt vom 5 m-Turm. Berechnen Sie die Geschwindigkeit, mit der er ins Wasser eintaucht.
a) Bestimmen Sie die kinetische Energie eines 1,2 t schweren Autos, das mit $v = 36 \, \frac{\text{km}}{\text{h}}$ fährt.
b) Aus welcher Höhe müsste das Auto fallen, damit es dieselbe Energie hätte?
Ein Schlitten samt Fahrer wiegt 60 kg. Er startet aus der Ruhe heraus von einm 5 m hohen Hügel und kommt am Fuße des Hügels mit einer Geschwindigkeit
von $v = 6 \, \frac{\text{m}}{\text{s}}$ an.
Welchen Anteil der Energie hat der Schlitten insgesamt verloren?
Eine Kraft von 40 N drückt eine Feder um 8 cm zusammen. Berechnen Sie die in der Feder gespeicherte Energie.
Eine Kugel $(m = 2 \, \text{kg})$ wird auf eine Feder gelegt, die daraufhin um 2 cm zusammengedrückt wird. Anschließend wird die Feder
um weitere 5 cm zusammengedrückt und arretiert.
a) Geben Sie die Federkonstante $D$ an.
b) Bestimmen Sie die nach der Arretierung in der Feder gespeicherte Energie.
Die Arretierung wird gelöst und die Kugel wird nach oben beschleunigt.
c) In welcher Höhe hat die Kugel die größte Geschwindigkeit?
d) Welche Geschwindigkeit hat die Kugel, wenn sie gerade die Feder verlässt?
e) Berechnen Sie die maximale Höhe, die die Kugel erreicht.
Ein Auto (Masse $m = 900 \, \text{kg}$) nähert sich mit konstanter Geschwindigkeit von 90 km/h einer Steigung, als der Motor ausfällt.
a) Wie lang darf der Anstieg (Steigungswinkel 8°) höchstens sein, damit das Auto das obere Ende der Steigung gerade noch erreichen kann?
b) Welche Geschwindigkeit hat das Auto, wenn es die ersten 200 m der Steigung zurückgelegt hat?
Bei der Rekonstruktion der Fassade des Braunschweiger Schlosses wurde auch die Quadriga, die Reiterstatue auf dem Eingangsportal, wieder
aufgestellt. Es handelt sich um Brunonia, die auf einem zweirädrigen
Streitwagen stehend von vier Pferden gezogen wird. Es ist die größte Quadriga in Europa und eine von insgesamt nur fünf in Deutschland
(die anderen sind in Berlin, Dresden, München und Frankfurt am Main).
Die Quadriga hat eine Masse von 25,8 t und musste bei der Aufstellung ca. 25 m hoch gehoben werden.
Berechnen Sie die für das Aufstellen notwendige Arbeit.
In einem Experiment rollt eine Stahlkugel mit etwa 1 cm Durchmesser auf einer geneigten Ebene von der Höhe h herunter,
führt danach einen waagerechten Wurf aus und landet auf dem Boden. Es wird die Geschwindigkeit der Kugel auf dem kurzen waagerechten Stück
auf dem Tisch auf zwei verschiedene Arten bestimmt:
1. Es wird die potentielle Energie der Kugel am Startpunkt mit der kinetischen Energie auf dem waagerechten Teil gleichgesetzt und daraus
die Geschwindigkeit bestimmt. h ist die Starthöhe.
2. Es wird aus der Gleichung für die Wurfparabel die Abwurfgeschwindigkeit bestimmt. x ist die Wurfweite, y ist die Wurfhöhe (negativ).
Vergleichen Sie die Ergebnisse miteinander und erklären Sie die Unterschiede.
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