Energie und Energieerhaltungssatz
Aufgabe 1: Potentielle Energie
Ein Körper der Masse m werde auf lotrechtem Wege von der Höhe h, auf die Höhe h gebracht.
Dabei gelte h, « h2 (Fall 1) und h, > h (Fall I).
Fertige für beide Fälle eine Zeichnung an und berechne die erforderliche Energie.
Aufgabe 2: Schiefe Ebene (ohne Reibungsverluste)
Ein Körper der Masse m wird um die Strecke s eine schiefe Ebene hinaufgezogen bZW.
hinabgelassen. (Die schiefe Ebene bilde mit der Waagerechten den Winkel a).
a) Fertige eine Zeichnung an und berechne für beide Fälle die mechanische Energie.
b) Berechne die aufzubringende Energie, wenn die Masse m = 25kg, die Strecke s = 5m und
der Steigungswinkel a = 30° beträgt.
Aufgabe 3: Kinetische Energie
Ein Auto (m = 950 kg) wird in 4 s von v, = 50 km/h auf V2 = 90 km/h beschleunigt.
a) Berechne, wie groß die dazu erforderliche Energie ist
b) Gib an, welche Geschwindigkeit der Wagen mit der gleichen Energie erreicht hätte, wenn er aus dem Stand beschleunigt worden wäre?
Aufgabe 4: Spannenergie
Eine Schraubenfeder wird um 2cm gedehnt. Für die Feder gelte, dass ein Körper der Masse 4kg,
an die Feder gehängt, diese um 1,5cm verlängert.
a) Berechne, welche Energie dafür erforderlich ist.
b) Berechne, wie groß die Spannenergie ist, wenn die Schraubenfeder, die durch eine Kraft
von F= 0,6 N um s = 3,5cm gedehnt ist, um weitere 7cm zu dehnen.
Aufgabe 5: Energieerhaltung I
Ein Skispringer der Masse 70 kg startet mit einer Anfangsgeschwindigkeit von V, = 5 m/s von
einem Hügel aus h,= 50 m Höhe. Die Anlaufbahn ist eine schiefe Ebene mit einer Neigung von
30°.
Berechne, wie groß seine Geschwindigkeit V am Schanzentisch ( h= 0m) ist.
Aufgabe 6: Energieerhaltung Il
Ein Auto (m = 800 kg) prallt mit der Geschwindigkeit v = 60 km/h gegen eine Mauer.
a) Berechne, wie groß seine kinetische Energie ist.
b) Ermittle, aus welcher Höhe das Auto frei fallen müsste, um beim Auftreffen auf den Boden
die gleiche kinetische Energie zu besitzen.
