Energieerhaltungssatz KL.10 - Arbeit !

Aufgaben zum Energieerhaltungssatz:

1) Ein Ball wird aus einer Ausgangshöhe von 1,6m über dem Boden nach oben geworfen und erreicht eine maximale Höhe von 8,8 Metern.

a) Beschreibe die Energieumwandlungen!
b) Mit welcher Geschwindigkeit wurde der Ball abgeworfen?
c) Welche Geschwindigkeit hat der Ball in einer Höhe von 5,0m über dem Boden?

2) Peter (50kg) fährt mit Rollschuhen die abgebildete Berg- und Talbahn (Anhang).
Er nimmt Anlauf und startet oben mit 5,0m/s. Dann lässt er sich ohne weitere Anstrengung einfach die Bahn hinabrollen.

a) Welche Geschwindigkeit erreicht Peter ganz unten und am Ende der Bahn, wenn man jegliche Reibung vernachlässigt?

b) Wie groß ist Peters Endgeschwindigkeit, wenn er auf Grund von Reibungseffekten 20% seiner Anfangsenergie "verliert"?

3) Ein Artist (mit der Masse 72 kg) springt aus einer Höhe von 2,50m auf ein Schleuderbrett.

a) Wie hoch wird sein Partner (mit 56 kg) höchstens geschleudert?
b) Für den Bau einer Menschenpyramide muss der Partner 4,0m hoch geschleudert werden. Mache Vorschläge, wie man das erreichen kann!

Formeln:
Höhenenergie (potentielle Energie): WL=m*g*h
Bewegungsenergie (kinetische Energie): WB= 1/2*m*v²
Spannenergie: WSP= 1/2 *D*s² D=F/s

Wirkungsgrad: n=nutzbare Energie/zugeführte Energie
Zentrifugalkraft: FZ=(m*v²)/r
Geschwindigkeit: v=s/t
Beschleunigung: a=(v2-v1)/(t2-t1)
s=1/2 a*t²